3. 3.2.3. Выбор способа получения исходной заготовки и ее проектирование

Раздел выполняется на базе работ [4], [5], [6], [7] и включает в себя следующие этапы:

1) оценка видов заготовительных производств;

2) составление возможного множества способов получения заготовки;

3) балльная оценка способов;

4) экономическое сравнение вариантов;

5) проектирование заготовки.

4. 3.2.4. Обоснование технологического маршрута и выбор баз

Разработка технологического процесса изготовления детали представляет собой решение сложной комплексной задачи. Требуется найти оптимальный для данных производственных условий вариант перехода от полуфабриката, поставляемого обычно металлургической промышленностью, к готовой детали, отвечающей всем требованиям ее служебного назначения. Выбранный оптимальный вариант должен обеспечить наиболее низкую себестоимость изготовления детали. Исходными данными для проектирования технологического процесса являются:

1) Чертеж детали;

2) Технические требования к детали;

3) Сборочный чертеж изделия;

4) Чертеж заготовки;

5) Производственная программа.

При разработке технологического процесса приходится учитывать влияние большого количества различных, ранее изученных факторов выявлять и оценивать их удельное значение и на основе синтеза разрабатывать технологический процесс. Разработку технологического процесса удобно вести в определенной последовательности [8]:

1) изучить по сборочным и рабочим чертежам, техническим условиям и нормам точности и требованиям технологии сборки служебное назначение детали и все требования, которым деталь должна отвечать;

2) выявить количество деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени и по неизменяемому чертежу;

3) наметить вид и организационные формы будущего производственного процесса (поточное или непоточное производство, вид потока, форма организации);

4) выбрать полуфабрикат, из которого должна изготовляться деталь;

5) выбрать технологический процесс получения заготовки, если изготовлять деталь непосредственно из полуфабриката неэкономично или физически невозможно;

6) разработать технологический процесс изготовления детали из заготовки. При разработке маршрута обработки, в зависимости от конфигурации детали, используются как типовые маршруты обработки, так и индивидуально разработанные маршруты обработки.

5. 3.2.5. Расчет припусков на механическую обработку

При обработке деталей машин снятием стружки с обрабатываемой поверхности удаляется некоторый слой металла, в результате чего из­меняется ее размер. Удаляемый в процессе обработки слой металла называют припуском на обработку. При окончательной обработке без снятия стружки (калибрование шариком, обкатывание роликами) поверхностный слой металла деформируется, причем размеры обрабатываемой поверхности изменяются на величину остаточной деформации, которая в этом случае представляет собой припуск на обработку [9].

Различают промежуточные и общие припуски на обработку. Промежуточным припуском называется слой металла, необходимый для осуществления технологического перехода. Общим припуском называется слой металла, необходимый для выполнения всей совокупности технологических переходов.

Размер припуска зависит от толщины поврежденного поверхностного слоя, т.е. от толщины корки для литых заготовок, обезуглероженного слоя для горячего проката, глубины поверхностных неровностей, раковин, трещин и др., а также от неизбежных производственных и технологических погрешностей. Эти погрешности являются совокупностью погрешностей заготовки и погрешностей, возникающих при выполнении отдельных технологических операций. Для компенсации последних необходимо предусматривать припуск, размер которого сможет обеспечить соответствующее качество данной заготовки на последней операции обработки.

Производственные погрешности характеризуются отклонениями размеров, геометрическими нарушениями формы и отклонениями взаимосвязанных поверхностей, поверхностными микронеровностями, глубиной дефектного поверхностного слоя. Геометрические погрешности формы (овальность, огранка, конусообразность, выпуклость, вогнутость и др.) должны находиться в пределах поля допуска на размер. Микронеровности при расчете припусков учитывают для каждой технологической операции. Глубина дефектного поверхностного слоя зависит от способа изготовления заготовок. Например, 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 в глубину заготовки. При обработке целесообразно удалять зону резко выраженной деформации, т. е. верхнюю часть наклепанного слоя, где обычно наблюдается изменение структуры металла.

Отклонения взаимосвязанных поверхностей (отклонения от параллельности и перпендикулярности осей и поверхностей, эксцентриситет отверстий 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.

Для определения припусков используются расчетно-аналитический метод [9], [10] и вероятностно-статистический методы. Более точным можно считать расчетно-аналитический метод определения припусков, так как он учитывает все индивидуальные особенности конфигурации детали.

Для нахождения припусков расчетно-аналитическим методом применяются следующие зависимости [10]:

1) Ассиметричный минимальный припуск (односторонний припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей):

(2)

2) Симметричный минимальный припуск (двусторонний припуск при параллельной обработке противолежащих поверхностей):

(3)

3) Симметричный минимальный припуск (двусторонний припуск при обработке наружных и внутренних поверхностей вращения):

(4)

где Rz_i-1 - высота микронеровностей поверхности по ГОСТ 2789-73 на предшествующем переходе, мкм;

h_i-1 - глубина дефектного поверхностного слоя, полученного на предшествующем переходе, мкм;

ρ_i-1 - суммарное значение пространственных отклонений взаимосвязанных поверхностей, оставшихся после выполнения предшествующего перехода, мкм;

ε_i - погрешность установки заготовки на станке при выполняемом переходе, мкм.