3.3. Последовательность операций в технологическом процессе
В общем случае последовательность операций при разработке технологических процессов определяется следующими параметрами:
технологическими и конструктивными особенностями заготовки и детали;
возможностями оборудования и инструмента;
эвристическими правилами.
Для обеспечения заданной точности изготовления изделия необходимо знать экономически и технически достигаемые возможности каждого метода обработки (табл. 3.1).
При разработке технологических процессов учитывают эвристические правила (табл. 3.2).
Технологический процесс разбивают на операции. Название операций соответствует применяемому оборудованию. Токарная операция выполняется на токарном станке, фрезерная – на фрезерном станке, фрезерная с ЧПУ – на фрезерном станке с ЧПУ и т.д. Каждой операции присваивается код по классификатору технологических операций.
Таблица 3.1
Средняя экономическая точность и шероховатость
при обработке заготовок из стали и серого чугуна
Операция |
Квалитет |
Шероховатость, Ra мкм |
1 |
2 |
3 |
Наружное точение: предварительное чистовое тонкое |
12…14 10…12 7…5 |
12,5 3,2…1,6 0,8…0,32 |
Торцовое точение: черновое чистовое тонкое |
15…14 13…11 10…8 |
12,5…6,3 5…3,2 1,6…0,8 |
Растачивание: предварительное чистовое тонкое |
12…14 10…14 7…6 |
12,5 3,2…1,6 1,25…0,63 |
Строгание черновое чистовое тонкое |
14…12 13…11 10…8 |
25…12,5 6,3…3,2 1,6…0,8 |
Фрезерование |
|
|
концевой фрезой: предварительное чистовое |
12…14 11…10 |
6,3 3,2…2,5 |
торцовой фрезой: предварительное чистовое тонкое |
11…14 10…11 9…7 |
6,3 3,2 1,6…0,8 |
цилиндрической фрезой: черновое чистовое |
11…14 10…11 |
6,3 2,5 |
Зубофрезерование |
|
3,2…1,6 |
Шевингование |
|
0,63…0,32 |
Сверление: до 15 мм свыше 15 мм |
11 12 |
6,3…3,2 10…20 |
Зенкерование |
10…12 |
|
Продолжение табл. 3.1
1 |
2 |
3 |
Развертывание: предварительное чистовое тонкое |
8…12 8…7 7…6 |
2,5…1,6 1,25 0,8…0,4 |
Дорнование |
7…6 |
0,1…0,05 |
Нарезание резьбы плашкой |
|
3,2…1,6 |
Нарезание резьбы резцом черновое чистовое |
|
10…3,2 1,25…0,63 |
Шлифование резьбы: черновое чистовое |
|
1,25…0,63 0,4…0,16 |
Накатка резьбы |
|
0,63…0,1 |
Протягивание отверстий чистовое отделочное |
8…7 7 |
0,8…0,63 0,32…0,08 |
Шлифование наружное и внутреннее: черновое чистовое тонкое |
8 7 6…5 |
2,5…1,25 0,63…0,32 0,16…0,08 |
Шлифование плоское: черновое чистовое тонкое |
8…9 7 6…5 |
2,5…1,25 0,63…0,32 0,1…0,05 |
Раскатывание роликами |
9…6 |
1,6…0,4 |
Притирка |
6…4 |
0,1…0,01 |
Полирование |
|
0,1…0,008 |
Доводка |
5 |
0,05…0,02 |
Хонингование |
6…8 |
0,1…0,4 |
Суперфиниширование: чистовое отделочное |
5…8 5 |
0,1…0,4 0,08…0,02 |
Выглаживание алмазное |
9…5 |
2,0…0,05 |
Магнито-абразивная обработка |
9…5 |
1,6…0,02 |
Таблица 3.2
Основные и частные эвристические правила
для определения последовательности операций
Основное правило |
Частные правила |
Доступность места обработки |
Фрезерование до сверления; точение до зубонарезания; точение до нарезания наружной резьбы; сверление до нарезания внутренней резьбы. |
Обеспечение направления инструмента при обработке |
Отверстие должно быть обработано с требуемой точностью до протягивания. Ось сверла должна быть перпендикулярна к поверхности, в которой выполняется отверстие. |
Предотвращение прерывистого резания |
Точение до фрезерования на деталях типа тел вращения. Наружное круглое шлифование до сверления. |
Последовательность обработки координированных поверхностей |
Получение плана расположения отверстий с заданными координатами и допусками. |
Обеспечение точности обработки поверхностей |
Тонкому точению должно предшествовать чистовое и черновое точение. Тонкому фрезерованию должно предшествовать чистовое и черновое фрезерование. |
Обеспечение точности взаимного расположения поверхностей базированием |
Для обеспечения параллельности обрабатываемой поверхности базовой – базовая поверхность должна быть лишена максимального числа степеней свободы: 4-х для цилиндра, 3-х для плоскости. Для обеспечения перпендикулярности обрабатываемой поверхности базовой – базовая поверхность должна быть лишена максимального числа степеней свободы: 4-х для цилиндра и 3-х для плоскости. |
Обеспечение точности взаимного расположения поверхностей механообработкой |
Обработка за одну установку. |
Обеспечение меж-осевого расстояния |
Расточка после сверления. |
При установлении последовательности обработки заготовки необходимо учитывать следующие рекомендации [35]:
Каждая последующая операция или технологический переход должны уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности. Точность на каждом последующем переходе обычно повышается: на черновых переходах – на один-три квалитета, на чистовых – на один-два квалитета.
В первую очередь следует обрабатывать поверхности, которые будут служить технологическими базами при выполнении последующих операций. После этого следует обрабатывать поверхности, с которых снимается наибольший слой металла.
Операции, при которых возможно появление брака из-за внутренних дефектов в заготовке, необходимо производить на ранних стадиях ее обработки.
Технологический процесс изготовления детали заканчивается отделочной обработкой тех поверхностей, которые являются наиболее точными и имеют наиболее важное значение для эксплуатации детали, а следовательно, и для изделия.
Обработку поверхностей с точным взаимным расположением следует включать, по возможности, в одну операцию и выполнять за один установ.
Предпочтительным является технологический процесс с максимальной концентрацией переходов, как наиболее производительный. Для этой цели в единичном и мелкосерийном производстве используются станки с ЧПУ, в среднесерийном – полуавтоматы и агрегатные станки, а в крупносерийном и массовом производстве – автоматы и автоматические линии.
При определении последовательности выполнения черновых и чистовых переходов следует учитывать, что совмещение их в одной операции возможно только на станках повышенной жесткости, например на станках с ЧПУ или многошпиндельных автоматах.
Если деталь подвергается термической обработке по ходу технологического процесса, то механическая обработка расчленяется на две части: до термической обработки и после нее. Перенос механических операций из одной части в другую не рекомендуется.
Технологический контроль намечают после тех этапов обработки, где наиболее вероятно появление брака; перед сложными и дорогостоящими операциями; после законченного цикла; в конце обработки.
Рисунок
1
Рисунок
2
Рисунок
3
Рисунок
4
Рисунок
5
Рисунок
6
Вначале следует обрабатывать поверхность, которая будет служить установочной базой для последующих операций. Для установки на первой операции следует выбирать по возможности поверхность детали, наиболее ровную и имеющую наибольшие размеры. После обработки установочной поверхности заготовка на последующих операциях базируется на нее или на поверхности, связанные с ней. Как правило, вначале обрабатывают менее точные поверхности. Примерные маршруты обработки наружных цилиндрических поверхностей представлены в табл. 3.3, внутренних цилиндрических поверхностей – в табл.3.4, плоских поверхностей – в табл. 3.5.