ММК Спецтехнология ЛА 2013

Составление маршрута обработки детали представляет сложную задачу с большим количеством возможных вариантов решения. Его цель – дать общий план обработки детали, наметить содержание операций технологического процесса и выбрать тип оборудования.

Для решения этой задачи могут быть даны следующие методические рекомендации. При установлении общей последовательности обработки, сначала указывают поверхности, принятые за установочные базы. Затем обрабатывают остальные поверхности в последовательности, обратной степени их точности; чем точнее должна быть обработана поверхность, тем позже она обрабатывается.

Заканчивается обработка той поверхностью, которая является наиболее точной и имеет наибольшее значение для детали. В конец маршрута часто выносят обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым, например, относят наружные резьбы и другие элементы деталей. В целях своевременного выявления раковин и других дефектов материала, сначала производят черновую, а если потребуется, и чистовую обработку поверхностей, на которых эти дефекты не допускаются. В случае обнаружения дефектов заготовку либо бракуют без дальнейшей излишней затраты труда, либо принимают меры для исправления брака.

В производстве точных ответственных машин маршрут обработки часто делят на три последовательные стадии: черновую, чистовую и отделочную. На первой снимают основную массу материала в виде припусков и напусков, вторая имеет промежуточное значение, на последней обеспечивается заданная точность и шероховатость поверхностей детали. В пользу такого расчленения маршрута могут быть приведены следующие соображения. На черновой стадии обработки имеют место сравнительно большие погрешности, вызываемые деформациями технологической системы от сил резания и сил закрепления заготовки, а также ее интенсивный нагрев. Чередование черновой и чистовой обработки в этих условиях не обеспечивает заданную точность. После черновой обработки наблюдаются наибольшие деформации заготовки в результате перераспределения остаточных напряжений в ее материале. Группируя обработку по указанным стадиям, увеличивается разрыв во времени между черновой и отделочной обработкой и даёт возможность более полно выявиться деформациям до их устранения на последней стадии обработки.

Вынесением отделочной обработки в конец маршрута уменьшается риск случайного повреждения окончательно обработанных поверхностей в процессе обработки и транспортировки. Кроме этого, черновая обработка может выполняться и на специально выделенном изношенном или неточном оборудовании рабочими более низкой квалификации.

Изложенный принцип построения маршрута, однако, не во всех случаях является обязательным. При жесткой заготовке и малых размерах обрабатываемых поверхностей окончательная обработка отдельных элементов может выполнятся в начале маршрута без каких-либо вредных последствий. Данный принцип в определенной мере противоречит также принципу концентрации обработки, когда в одной операции могут выполнятся переходы черновой и чистовой обработок (изготовление деталей из прутка на автоматах).

Если деталь подвергается термической обработке, то технологический процесс расчленяется на две части: процесс до термической обработки и после нее. Для устранения возможных короблений часто приходится предусматривать правку деталей или повторную обработку отдельных поверхностей для обеспечения заданных точности и шероховатости. Отдельные виды термической обработки в большей степени усложняют процесс механической обработки. Так, при цементации обычно требуется науглеродить отдельные участки детали. Это достигается защитным омеднением остальных участков или оставлением на них припуска, который снимается дополнительной обработкой после цементации, но до закалки.

Последовательность обработки в определенной степени зависит от системы простановки размеров.

В первую очередь следует обрабатывать ту поверхность, относительно которой на чертеже координировано большее количество других поверхностей деталей.

При простановке размеров согласно рис. 27 сначала обрабатывают поверхность А, а затем в произвольном порядке поверхности а1, а2, а3.

Рисунок 27

Операции вспомогательного или второстепенного характера (сверление мелких отверстий, снятие фасок, прорезка канавок, зачистка заусениц и т. п.) обычно выполняют на стадии чистовой обработки.

Операции технического контроля намечают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное количество брака, перед сложными и дорогостоящими операциями, а также в конце обработки.

При проектировании технологических процессов для существующих заводов, где цеха организованны по видам обработки, последовательность обработки устанавливают с учетом возможного сокращения путей транспортировки деталей.

Определение припусков на обработку. Припуском называется слой материала, удаленный в процессе механической обработки заготовки в целях достижения заданных точности и качества обрабатываемой поверхности. Различают припуски промежуточные и общие.

Промежуточным припуском называется слой, снимаемый при выполнении данного технологического перехода механической обработки. Промежуточный припуск определяется как разность размеров заготовки, полученных на смежном предшествующем и выполняемым технологических переходах. Общим припуском называется сумма промежуточных припусков по всему технологическому маршруту механической обработки данной поверхности. Общий припуск определяется как разность размеров заготовки и готовой детали. Установление оптимальных припусков на обработку и технологических допусков на размеры заготовок по всем переходам имеет существенное технико-экономическое значение при разработке технологических процессов изготовления деталей машин. Преувеличенные припуски ведут к перерасходу материала на изготовление деталей, вызывают необходимость введения дополнительных технологических переходов, увеличивают трудоемкость процессов обработки, затраты энергии и рабочего инструмента, повышают себестоимость детали.

Преуменьшенные припуски не обеспечивают удаления дефектных поверхностных слоев металла и получения требуемой точности и шероховатости обработанных поверхностей, а в ряде случаев создают неприемлемые технологические условия для работы режущего инструмента в зоне твердой литейной корки или окалины. В результате недостаточных припусков возрастает брак, что повышает себестоимость выпускаемой продукции. Слишком широкие допуски на размер заготовки усложняют выполнение технологических операций на предварительно настроенных станках, снижают точность обработки и затрудняют использование приспособлений.

Методы определения припусков. В машиностроении широко применяют опытностатистический метод установления припусков на обработку. При этом методе общие и промежуточные припуски берут по таблицам, которые составляют на основе обобщения и систематизации производственных данных. Недостаток этого метода заключается в том, что припуски назначают без учета конкретных условий построения технологических процессов. Так, общие припуски назначают без учета маршрута обработки данной поверхности, а промежуточные – без учета схемы установки заготовки и погрешностей предшествующей обработки. Опытно

– статистические величины припусков во многих случаях завышены, так как они ориентированы на условия обработки, при которых припуск должен быть наибольшим во избежание брака.

Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработку промежуточных и исходных размеров заготовки В. М. Кована.

Согласно этому методу величина промежуточного припуска должна быть такой, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующих технологических переходах, а также погрешности установки обрабатываемой заготовки, возникающие на выполняемом переходе. Метод основан на учете конкретных условий выполнения технологического процесса обработки. Он выявляет возможности экономии материала и снижения трудоемкости механической обработки.

Величину минимального промежуточного припуска определяют следующими факторами:

1. Высота неровностей Rz i-1, полученная на смежном предшествующем переходе обработки данной поверхности. При выполнении первой операции эта величина берется по исходной заготовке. При выполнении второй операции нужно снять неровности, полученные на первой операции и т. д. Величина Rz i-1 зависит от метода, режимов и условий выполнения предшествующей обработки.

2.Состояние и глубина Тi-1 поверхностного слоя, полученные на смежном предшествующем технологическом переходе. Этот слой отличен от основного металла и подлежит полному или частичному удалению на выполняемом переходе. У стальных поковок и штампованных заготовок поверхностный слой характеризуется обезуглероженной зоной. Этот слой подлежит полному удалению, т. к. он снижает предел выносливости детали. В случае же поверхностной закалки поверхностный слой желательно в максимальной степени сохранить, т. к. его ценные свойства быстро снижаются с увеличением снимаемого припуска.

Рисунок 28

На рис. 28 показана схема поверхностного слоя заготовки, где А – удаляемая дефектная часть поверхностного слоя, В – неудаляемая часть поверхностного слоя, С – основная структура материала, Rz i-1- высота неровностей, Тi-1 глубина дефектного поверхностного слоя.