- •Учебное пособие
- •Деталь как объект производства
- •Основные требования к детали
- •1.2. Точность обработки
- •1.2.1. Факторы, определяющие точность обработки
- •1.2.2. Факторы, влияющие на точность обработки
- •1.2.3. Методы исследования точности
- •1.2.4. Методы обеспечения заданной точности
- •1.3. Качество поверхности
- •1.3.1. Основные понятия и определения
- •1.3.2. Параметры оценки и измерение шероховатости
- •1.3.3. Влияние качества поверхности на
- •Материал детали
- •1.5. Технологичность конструкций деталей машин
- •2. Основы проектирования технологических процессов изготовления машин
- •2.1. Основные случаи технологических разработок
- •2.2. Этапы проектирования технологических процессов
- •2.3. Исходные данные для проектирования
- •2.4. Определение вида производства и формы
- •2.5. Технологический контроль рабочего чертежа
- •2.6. Выбор метода получения заготовки
- •Базирование детали. Выбор установочных баз
- •2.7.1. Понятие о базах, их классификация и назначение
- •2.7.2. Основные схемы базирования по опорным базам
- •Методика выбора базирующих поверхностей
- •Выбор маршрута обработки детали
- •2.8.1. Выбор маршрута обработки отдельных
- •2.8.2. Составление маршрута обработки детали
- •2.8.3. Построение операций механической обработки
- •Установление режимов резания и выбор технологического оснащения
- •2.9.1. Установление режимов резания
- •2.9.2. Выбор технологического оборудования
- •2.9.3. Выбор технологической оснастки
- •2.10.Техническое нормирование
- •2.11. Заполнение технологической документации
- •3.1. Обработка наружных цилиндрических поверхностей
- •3.1.1. Токарная обработка
- •3.1.2. Шлифование
- •3.1.3. Отделочные виды обработки
- •3.1.4. Приспособления для токарных и шлифовальных
- •3.2. Обработка внутренних поверхностей тел вращения (отверстий)
- •3.2.1. Виды отверстий и способы их обработки
- •3.2.2. Обработка на сверлильных станках
- •3.2.3. Обработка на расточных станках
- •3.2.4. Обработка на шлифовальных станках
- •3.2.5. Обработка на протяжных станках
- •3.2.6. Отделочные виды обработки отверстий
- •3.2.7. Режущие инструменты для обработки отверстий
- •3.2.8. Приспособления для обработки отверстий
- •3.3. Обработка плоских поверхностей
- •3.3.1. Методы обработки плоских поверхностей
- •3.3.2. Инструмент для обработки плоскостей
- •3.3.3. Приспособления, применяемые
- •3.4. Обработка сложных поверхностей
- •3.4.1. Виды сложных поверхностей и их классификация
- •3.4.2. Методы обработки сложных поверхностей
- •3.5. Образование резьбовых поверхностей
- •3.5.1. Виды резьб, их назначение и классификация
- •3.5.2. Нарезание наружной резьбы
- •3.5.3. Нарезание внутренней резьбы
- •3.6. Обработка зубчатых поверхностей
- •3.6.1. Виды зубчатых колес, их назначение
- •3.6.2. Основные методы обработки зубьев
- •3.6.3. Обработка зубьев червячных пар
- •3.6.4. Отделочные виды обработки зубчатых колес
- •3.7. Обобщенная таблица шероховатости поверхности,
- •3.8. Особые методы обработки
- •3.8.1. Обработка металла давлением
- •3.8.2. Электрические методы обработки
- •4. Групповая обработка - основа эффективного производства
- •4.1. Основы групповой обработки
- •4.2. Возможности создания гибкого автоматизированного производства на базе групповой технологии и расширения технологических возможностей станков
- •5. Сборка машин
- •6. Приспособления в машиностроении
- •6.1. Классификация приспособлений
- •6.2. Основные положения, необходимые
- •3 94026 Воронеж, Московский просп., 14
2.5. Технологический контроль рабочего чертежа
и технических условий
Проектированию технологического процесса предшествует подробное изучение рабочего чертежа детали, технических условий на ее изготовление и условий ее работы в изделии. Проверяют достаточность проекций, правильность простановки размеров, изучают требования по точности и шероховатости обработки поверхностей, а также другие требования технических условий. Нередко конструкторы завышают классы точности и чистоты поверхностей деталей, что усложняет технологический процесс ее изготовления. В этом случае технолог предлагает соответствующие коррективы и на основе совместного с конструктором обсуждения вопроса находится правильное решение.
При контроле рабочего чертежа выявляют возможности улучшения технологичности конструкции детали. Обращают внимание на уменьшение размеров обрабатываемых поверхностей, что снижает трудоемкость механической обработки; повышение жесткости детали, что обеспечивает возможность многоинструментальной обработки, применение многолезвийных инструментов и высокопроизводительных режимов резания; облегчение подвода и отвода высокопроизводительных режущих инструментов из зоны обработки, в результате чего уменьшается основное и вспомогательное время; унификацию размеров пазов, канавок, галтелей, отверстий и других элементов, что сокращает номенклатуру размерных и профильных инструментов и уменьшает время обработки при последовательном выполнении технологических переходов; обеспечение надежного и удобного базирования заготовки, а при простановке размеров возможность совмещения установочных и измерительных баз; удобство осуществления многоместной обработки заготовок. Более подробное изложение требований технологичности конструкций дано в разделе 1.4. В результате улучшения технологичности конструкции может быть получен значительный эффект от снижения трудоемкости и повышения рентабельности процессов обработки.
2.6. Выбор метода получения заготовки
Конструктор изделия устанавливает материал детали и его марку по имеющимся стандартам. Он назначает также необходимую термическую обработку детали. Учитывая условия ее работы в машине, он может указать предпочтительный способ получения заготовки (ковка вместо литья, ковка вместо проката). На основе этих данных технолог выбирает конкретный метод получения заготовки. Выбор метода определяется:
- технологической характеристикой материала детали, т. е. его литейными свойствами и способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменениями материала заготовки, получаемыми в результате применения того или иного метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковках; величина зерна в отливках и пр.);
- конструктивными формами и размерами заготовки;
- требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностных слоев;
- величиной программы выпуска и заданными сроками выполнения этой программы.
На выбор метода выполнения заготовки оказывает большое влияние время подготовки технологической оснастки (изготовление штампов, моделей, прессформ и пр.); наличие соответствующего технологического оборудования и желаемая степень автоматизации процесса. Выбранный метод должен обеспечивать наименьшую себестоимость детали, т. е. издержки на материал, выполнение заготовки и последующую механическую обработку вместе с накладными расходами должны быть минимальны.
После определения оптимального метода получения заготовки производят расчет припусков.
Припуском на обработку называется слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали.
Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу; припуск задается на сторону.
Припуски подразделяют на общие, т. е. удаляемые в течение всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций.
Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных на предыдущей и последующей операциях.
Общий припуск па обработку равен сумме межоперационных припусков по всем технологическим операциям - от заготовки до размеров детали по рабочему чертежу
Для наружных поверхностей значение разности размеров, получаемых на предшествующей и последующей операциях, является положительной величиной, а для внутренних - отрицательной.
Размер припуска зависит от толщины поврежденного поверхностного слоя, т. е. от толщины корки для литых заготовок, обезуглероженного слоя для проката, глубины поверхностных неровностей, раковин, трещин и т. п., а также от неизбежных производственных и технологических погрешностей, зависящих от способа изготовления заготовки, ее обработки, геометрических погрешностей станка и других технологических факторов.
Результативные погрешности являются совокупностью погрешностей заготовки и погрешностей, возникающих при выполнении отдельных технологических операций.
Микронеровности учитывают при расчете припусков характеристикой значений Rz, так как каждой технологической операции свойственна определенная шероховатость поверхности. Глубина дефектного поверхностного слоя зависит от способа изготовления заготовок. В отливках из серого чугуна дефектный поверхностный слой представляет собой перлитную корку, которую удаляют для сохранения режущих свойств инструмента при последующей обработке подкоркового слоя.
Поверхностный слой проката характеризуется обезуглероженной зоной, снижающей предел прочности металла. Удаление этого слоя повышает прочностные свойства обрабатываемой заготовки. Наряду с этим при обработке заготовок из проката в поверхностном слое возникает наклеп, постепенно уменьшающийся по мере удаления от поверхности.
При обработке целесообразно удалять зону резко выраженной деформации, т. е. верхнюю часть наклепанного слоя, в которой обычно наблюдается изменение структуры металла.
Отклонения взаимосвязанных поверхностей (непараллельность и неперпендикулярность осей и поверхностей, эксцентриситет отверстий, увод оси отверстия и др.) также следует учитывать при расчете припусков, но так как эти отклонения не связаны с погрешностями на размеры поверхностей, их нужно учитывать отдельно.
Наряду с перечисленными отклонениями в процессе обработки возникают погрешности установки, которые также должны быть компенсированы соответствующим увеличением припуска.
Таким образом, наименьший межоперационный припуск на обработку r при наименьшем предельном размере заготовки для наружных поверхностей и при наибольшем предельном размере для внутренних поверхностей может быть определен из формулы (2.1).
, (2.1)
где - средняя величина микронеровностей;
Тa – глубина дефектного поверхностного слоя;
a – геометрическая сумма пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей;
- погрешность установки;
а - индекс, характеризующий предшествующую операцию;
b – индекс, характеризующий данную операцию. Отсюда следует, что в величину межоперационного припуска входят погрешности предшествующей операции и погрешности установки данной операции.
При обработке плоских поверхностей учитывают наибольшее из пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей по нормали к обрабатываемой поверхности; тогда суммарное значение а будет определяться как векторная сумма пространственных отклонений.
Наименьшая величина межоперационного припуска на диаметральный размер (при обработке поверхностей тел вращения) удваивается. Тогда
. (2.2)
В некоторых случаях в формуле определения наименьшей величины припуска могут отсутствовать некоторые составляющие например: величина Та (глубина дефектного поверхностного слоя), которая учитывается только для заготовки; после черновой и чистовой обработки отдельных заготовок значение Та принимается равным глубине наклепанного слоя, составляющего после притирки 3 - 5 мкм, тонкого обтачивания и растачивания 15 - 20 мкм, шлифования 15 - 20 мкм, протягивания 10 - 20 мкм, чистового развертывания 10 - 20 мкм, продавливания шариком и раскатки 20 -25 мкм. При обработке заготовок из чугуна и цветных сплавов значение Та после черновой операции исключается из формулы, так же как и после термообработки; при обработке отверстий плавающим режущим инструментом исключается значение а (векторная сумма отклонений взаимосвязанных поверхностей); при установке обрабатываемой заготовки на плиту, т. е. при совмещении установочной и измерительной баз, из формулы выпадает величина y (погрешность установки) и т. п.
Влияние величины припуска на экономичность процесса обработки очень велико, так как чем больше припуск, тем большее число проходов требуется для снятия соответствующего слоя металла, что приводит к повышению трудоемкости процесса, расхода электроэнергии, режущего инструмента и увеличивает отходы металла, превращаемого в стружку.
Завышенные припуски приводят к увеличению парка оборудования и производственных площадей.