книги из ГПНТБ / Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие

ти, где этим методом обрабатывают тантал, германий, молибден, алмаз, стекло, фарфор и т. д.

§ 157. Обработка лучом и плазменной струей

Обработка металлов электронным лучом заключается в том, что на поверхность заготовки при помощи магнит­ ных катушек и электромагнитной линзы направляется концентрированный поток электронов, который в точке

Рис. 225. Схема оптического киан тового генератора (лазера)

соприкосновения с заготовкой разогревает ее поверх­ ность до 6000°С. При этой температуре материал заго­ товки, даже самый тугоплавкий, моментально испаря­ ется. Этим видом обработки можно получать прорези шириной 0,01 мм или прошивать отверстия с диаметром до 0,001 мм.

Луч с высокой плотностью энергии может быть соз­ дан оптическим квантовым генератором — лазером.

резонатора 2, состоящего из двух полупрозрачных зеркал, источника возбуждения 3, оптического устройства 4 и источника питания. Лазеры излучают пучок одно­

плазмы, и выходит из горелки струей с температурой до

412

§ 158. Методы упрочнения поверхностного слоя деталей за счет пластического деформирования

Поддержание машин в .работоспособном состоянии в любой отрасли промышленности требует огромных за­ трат. Поэтому все острее становится вопрос повышения их надежности и долговечности.

Рис. 2?6. Схема обкатывания поверхности вала роликом

Рис. 227. Схема раскатки отверстия шариками

Исследования последних лет показали, что надеж­ ность и долговечность деталей во многом зависят от фи­ зического состояния их поверхностного слоя.

Надежным способом увеличения долговечности ма­ шин является обработка их деталей методами, вызываю­ щими пластическое деформирование поверхностного слоя

413

поверхностей. Инструментом служит оправка, на кото­ рой с помощью обоймы закреплены шарики или ролики.

Схема конструкции оправки для обкатки наружных поверхностей тел вращения на токарных станках пока­ зана на рис. 226. Ролики (или шарики) оправки прижи­ маются за счет перемещения верхних салазок суппорта к обрабатываемой поверхности с такой силой, чтобы уси­

наклепанного слоя (из приведенной формулы видно, что при увеличении толщины деформируемого слоя усилие быстро возрастает). Скорость обкатки составляет 60— 70 м/мин. Величина продольной подачи зависит от требуе­ мой шероховатости поверхности. При обкатке роликами 5 = 0 ,5 мм/об, а при обкатке шариками s=0,l-f-0,2 мм/об. Обкатка поверхностей после их чистовой обработки лез­ вийным инструментом улучшает шероховатость поверх­ ности на один-два класса и повышает точность на 10— 15%. После обкатки можно получить 2-й или 3-й класс точности и 7—©-класс чистоты.

Обработка плоских поверхностей проводится анало­ гично. Отверстия могут обрабатываться по указанной схеме или обрабатываться оправками с шариками или роликами.

На рис. 227 приведена схема оправки для раскатки отверстий.

Выглаживание поверхности наиболее распространено

рующие шарики (если это отношение — меньше 8). Точ­ ность прокалиброванного отверстия повышается на 30— 35% и достигает Т^-2-го классов точности. Шерохова­ тость поверхности при обработке чугуна доходит до 6—8-го классов, при обработке стали — до 7—9-го, а при обработке бронзы — до 8—>Ю-го классов чистоты.

Ультразвуковое упрочнение осуществляется стальны­ ми или твердосплавными шариками, которые наносят удары по поверхности заготовки с частотой 18—24 кГц и вдавливаются в неё под постоянным статическим уси­ лием и дополнительным импульсным усилием, получае­ мым от ультразвукового преобразователя. Упрочнение производится с помощью специальной установки, смон­ тированной на одном из металлорежущих станков.

414

Раздел восьмой

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ТЕХНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ

Г л а в а XXXIII

ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВА и основы ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

§ 159. Виды производства и их характеристика

Различают три вида производства: единичное (или инди­ видуальное); серийное и массовое и два метода работы: поточный и прямоточный.

Единичное или индивидуальное производство харак­ терно изготовлением небольшого количества изделий, причем повторение заказа на их изготовление не преду­ сматривается. Обработка осуществляется на универсаль­ ных станках рабочими высокой квалификации. Специ­ альные приспособления применяются лишь в исключи­ тельных случаях (если без них невозможно обработать деталь). Обработка и измерения детали производятся универсальными инструментами.

Серийное производство характеризуется изготовле­ нием более или менее крупной партии изделий, причем предусматривается периодическое повторение заказа. Этот вид производства наиболее распространен в на­ шей промышленности: 75—80% всей продукции машино­ строения выпускается в цехах с серийным характером производства. При серийном производстве выполнение операций закрепляется за определенными рабочими мес­ тами.

В зависимости от количества изделий в серии, их характера и трудоемкости частоты повторяемости серий в течение -года различают производство мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Причем в случае крупносерийного производства за одним рабочим мес­ том закрепляется обработка 2—10 наименований дета­ лей, а в случае мелкосерийного — более 20 наимено­ ваний.

416

Это приводит к необходимости частой переналадки оборудования. Поэтому в цехах или на участках, имею­ щих серийный характер производства, стараются ис­ пользовать легко переналаживаемые и достаточно про­ изводительные станки: револьверные, гидрокопироваль­ ные и многорезцовые. Для обработки простых по фор­ ме и изготовляемых в больших количествах деталей, та­ ких как болты и гайки, применяют автоматы и полуав­ томаты.

В последнее время всё большее распространение по­ лучают станки с программным управлением. В случае применения этих станков программа составляется зара­ нее, наносится на бумажную или магнитную ленту, и переналадка станка сводится к смене инструмента и ленты-программоносителя.

Если партии деталей запускаются в обработку пери­ одически через 2—3 дня, то в среднесерийном производ­ стве могут быть организованы переменно-поточные ли­ нии. В этом случае в обработку запускается партия де­ талей, схожих по своей конструкции и изготовляемых по примерно одинаковой технологии. Процесс изготов­ ления деталей на такой линии строится • по методике массового производства. Для обработки деталей могут

Для обработки сложных поверхностей применяются спе­ циальные приспособления и инструменты.

Средняя квалификация рабочих ниже, чем при инди­ видуальном производстве. Технологический процесс составляют подробнее, обычно пооперационно.

Массовое производство хар актёризуется изготовле­ нием на предприятии <в течение продолжительного срока одного и того же вида продукции. Эго позволяет широко использовать специальные и специализированные стан­ ки, автоматы и полуавтоматы, специальный режущий и измерительный инструмент. Установка и крепление дета­ лей на станках производятся при помощи специальных приспособлений, в зажимных устройствах которых часто используется пневматический или гидравлический при­ вод. Для контроля размеров деталей применяются пре­ дельные калибры. Рабочие могут иметь низкую квали­ фикацию, но наладку оборудования производят квали­ фицированные наладчики.

Этот вид производства характерен для автотрактор-

ной промышленности, сельскохозяйственного машино­ строения, приборостроения, подшипников промышлен­ ности.

• 'В массовом и крупносерийном производствах появ­ ляется возможность работать непрерывным потоком, что является наиболее совершенной во всех отношениях формой организации производства, позволяющей до­ биться наиболее высокой производительности труда ра­ бочих и наиболее полного использования оборудования.

Для создания непрерывнопоточных линий требуется синхронизация продолжительности' выполнения опера­ ций на каждом рабочем месте. Осуществить это иногда не удается и тогда линии организуются по принципу прямоточных, т. е. оборудование расставляют в после­ довательности технологического процесса. Применение прямоточных линий позволяет сократить время тран­ спортировки деталей от операции к операции.

§ 160. Производственный и технологический процессы

Превращение, сырья в готовую продукцию, называемое

производственным процессом, тесно связано с целым ря­ дом вспомогательных мероприятий; транспортировкой и хранением исходных материалов и готовой продукции, организацией обслуживания рабочих мест, учетом производительности труда, подготовкой производства

ит. п.

Часть производственного процесса, непосредственно

связанная с изменением формы, размеров или физичес­ ких свойств обрабатываемых материалов, называется

технологическим процессом.

Технологический процесс подразделяется на отдель­ ные операции.

Операцией называется обособленная часть техноло­ гического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте одним рабочим или группой рабочих, и охватывающая все действия оборудования и рабочих над изделием.

По операциям подсчитывают трудоемкость процесса, потребное количество производственных рабочих, под­ бирается основное технологическое оборудование и про­ изводится оформление рабочих нарядов.

При разработке технологического процесса операции подразделяют на установки или позиции.

418

Установкой называется часть операции, выполняемая lipи одном закреплении детали (или нескольких одно­ временно обрабатываемых деталей).

При обработке заготовок на револьверных станках иди станках-автоматах .шшятне «установка»- заменяется

понятием непозицяя».

Позицией называется каждое из различных положе­ ний заготовки относительно рабочих механизмов стайка при одном ее закреплении. При обработке детали на револьверном станке позицией будет каждое новое поло­ жение револьверной головки.

Переходом называется часть операция, яри которой обрабатывается едка .поверхность (или совокупность взаимосвязанных поверхностей) заготовка одним инстру­ ментом (или многоинструмеятадьной наладкой) яри не­

§181. Базы а базирование деталей

впроцессе обработки

Базой называется совокупность поверхностей, линий или точек, определяющих положение других поверхнос­ тей, линий или точек детали, т. е. базами могут быть ре­ альные поверхности и геометрические понятия. Базы бы­ вают конструкторские, сборочные и технологические.

- Конструкторскими называются базы, используемые при простановке размеров на чертеже детали, ориента­ ции поверхностей деталей относительно друг друга няи самих деталей в узле.

Сборочными базами называется совокупность по­ верхностей, определяющих положение детали в узле или машине по отношению к другим деталям. Сбороч­

положения относительно станины стайка. Установочнай база может быть опорной, если базовые поверхности контактируют .с поверхностями станка или приспособле­ ния, или поверочной, если базовые поверхности служат для выверки положения детали, установленной на дру­ гие поверхности.

Если поверхности детали, принятые за базу, сопря­ гаются в машине с поверхностями других деталей или оказывают влияние на работу дайной детали в машине, база называется основной.

Если поверхности детали подвергаются обработке специально для использования их в качестве базы, база называется вспомогательной. Базы, используемые для установки детали на первой операции технологического процесса, называется черновыми.

Обработанные поверхности, которые служат базами для окончательной обработки поверхностей детали, на­ зываются чистовыми.

гается при установке заготовки на шесть точек, из кото­ рых три лежат в опорной плоскости, две — в направляю­ щей плоскости и одна — в упорной (рис. 228).

Не всегда базирование заготовки должно иметь пол­ ную определенность. Например, при обработке паза на фрезерном станке (рис. 229) заготовку можно не фикси­

420

ва баз: погрешность обработки уменьшается, если чисто­ вая и промежуточные базы совпадают (наименьшая по­ грешность будет в том случае, если обработка осуществ­ ляется с одного закрепления детали).

4. Правило выбора черновой базы:

а) за черновую базу выбираются поверхности, дальнейшем не обрабатываемые, за счет чего добивают­ ся более точного взаимного положения обработанных и

Рис. 229. Установка детали л приспособлении с од­ ной степенью свободы:

1 —опорная плоскость; 2 — подкладки; 3 — неподвиж­ ная губка; 4 — направляющая плоскость

необработанных поверхностей. Например, при обработке поршня тракторного двигателя за черновую базу прини­ мают необрабатываемую внутреннюю поверхность. За счет этого добиваются ровностенности поршня, что очень важно для нормальной работы двигателя;

б) если у детали обрабатываются все поверхности, то за черновую базу принимают поверхности с наимень­ шим припуском;

в) за черновые базы принимают наиболее ровные, чистые и точные по форме поверхности.

5.Повторная установка по черновым базам недо­ пустима.

6.Правило выбора чистовых баз: если обработанные поверхности не должны быть точно расположены друг относительно друга, то за чистовую базу следует прини­ мать саму обрабатываемую поверхность (например, при обработке отверстия втулок протягиванием).

421