Технологический процесс обработки
ОПРАВ, КОЛЕЦ, ТУБУСОВ.
Технологический процесс изготовления оправ и тубусов в каждом конкретном случае зависит от конструкции и материала детали, требований и точности обработки, вида заготовки, программы выпуска деталей и т. п. Поэтому здесь можно говорить лишь о типовой схеме построения технологического процесса изготовления оправ и тубусов, которая в условиях серийного производства обычно состоит из следующих основных этапов.
Предварительная токарная обработка заготовок, выполняемая в одну или несколько операций. При этом с заготовки снимается почти весь припуск, линейные и диаметральные размеры с точностью до 9-го квалитета обрабатываются окончательно, осуществляют нарезание крепежных резьб и рифлений, делают накатку. Точные посадочные поверхности (до 7-го квалитета), обрабатываются предварительно с припуском на последующую обработку.
Обработка внеосевых и нецилиндрических поверхностей - пазов, крепежных отверстий (внеосевые цилиндрические), криволинейных поверхностей.
Окончательная обработка точных базирующих и посадочных поверхностей (7-8 квалитет), в процессе которой обеспечивается требуемая точность диаметральных и линейных размеров формы и расположения посадочных поверхностей.
Нанесение покрытий (темных матовых), после чего на оправы, имеющие шкалы, наносятся шкалы, а также наносятся товарные знаки, номера и другие обозначения на торцевые, цилиндрические и конические поверхности оправ и тубусов.
Нарезание окулярной резьбы.
На различных стадиях обработки оправ и тубусов в технологический процесс часто вводят операции термической обработки, а иногда и контрольные операции.
Предварительную токарную обработку оправ и тубусов из прутков, труб и штучных заготовок осуществляют, как правило, на токарно-револьверных станках (из-за необходимости множества различного режущего инструмента, т.к. требуется большой объем механической обработки) и револьверных автоматах с использованием, как правило, универсальных приспособлений и нормализованного режущего инструмента. Использование токарно-револьверных станков позволяет за 2-3 операции осуществить предварительную обработку даже сложных по конструкции оправ. Точность размеров оправ и тубусов обеспечивается настройкой станка, а точность взаимного расположения поверхностей - их обработкой за один установ.
Окончательную обработку посадочных поверхностей оправ и тубусов ведут на высокоточных токарных и шлифовальных станках. Операции окончательной обработки сравнительно простые (2-4 перехода). Точность диаметральных и линейных размеров достигается методом автоматического получения размера (обработкой на настроенном станке), если станок может обеспечить требуемую точность. В противном случае обработку ведут методом пробных проходов и промеров.
Точность расположения поверхностей обеспечивается путем их обработки за один установ, использования точных центрирующих приспособлений и соблюдения принципа совмещения баз.
В условиях единичного и мелкосерийного производства операции предварительной и окончательной обработки поверхностей оправ и тубусов совмещают и выполняют на токарных станках. Окончательную обработку выделяют в отдельную операцию лишь в том случае, если ей предшествует термическая обработка. Требуемая точность обработки достигается методом пробных проходов и промеров.
Термическую обработку (до 3-4 операций) вводят в технологический процесс с целью снятия внутренних напряжений в материале заготовки, которые оказывают существенное влияние на стабильность размеров и точность формы обрабатываемых поверхностей, а также для стабилизации или улучшения механических свойств материала детали.
Отделка поверхностей (например, алмазное точение) и нанесение покрытий обычно являются заключительными операциями обработки оправ и тубусов. Вид покрытия (химическое, анодизационное, гальваническое или лакокрасочное) определяет конструктор в зависимости от назначения покрытия (защитное, декоративное и т. п.), материала детали и условий эксплуатации прибора.
Контроль линейных и диаметральных размеров оправ и тубусов в процессе их механической обработки осуществляют рабочие с помощью калибров, шаблонов или универсальных измерительных средств. Такой контроль является составной операции механической обработки. В самостоятельную контрольную операцию выделяют преимущественно контроль форм и расположения поверхностей, требующий специальных контрольных приспособлений. Такой контроль целесообразно проводить после операций, на которых обеспечивается точность по контролируемым параметрам с целью своевременной отбраковки деталей.
Технологический процесс изготовления колец обычно складывается из токарных, фрезерных и сверлильных операций. На токарных операциях осуществляют обработку цилиндрических поверхностей крепежных резьб и рифлений. Обработку выступов на торцах и прорези на боковых поверхностях пружинных колец, а также шлицев на торцах крепежных колец производят на фрезерных операциях.
ЭТАП 1
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ТОКАРНАЯ ОБРАБОТКА.
Предварительную обработку оправ и тубусов обычно выполняют на токарно-револьверных станках и автоматах. Широкое использование этих станков обусловлено в первую очередь потребностью большого количества разнообразных инструментов, необходимых для обработки сложных по конструкции оправ и тубусов и в том числе инструментов для осевой обработки отверстий (сверл, зенкеров, разверток, метчиков), особенно для деталей, изготовляемых из прутка. Необходимая для обработки оправ частая смена осевых инструментов, устанавливаемых в задней бабке токарного станка, приводит к значительному увеличению вспомогательного времени по сравнению с обработкой на токарно- револьверных станках.
Кроме того, применение токарно-револьверных станков дает возможность сделать операции предварительной обработки оправ более концентрированными, т.е. за одну операцию обрабатывать большее количество поверхностей. Это уменьшает количество установок и повышает точность взаимного расположения поверхностей, обработанных за одну установку.
Токарные станки используют для предварительной токарной обработки в единичном производстве.
Иногда простые токарные станки используют на второй (после револьверной) операции предварительной обработки оправ, которую выполняют с применением небольшого количества инструментов (2-3). Она обычно заключается в подрезке в размер необработанного (после отрезки на револьверном станке) торца и расточке или обточке одного-двух диаметров со стороны этого торца.
Вопрос о выборе токарно-револьверного станка или автомата для предварительной обработки оправ решается в зависимости от программы, вида и размеров заготовки, технологических возможностей станков и их загруженности.
Токарно-револьверные станки используют для предварительной токарной обработки сложных по конфигурации оправ и тубусов, для обеспечения которой требуется большое количество разнообразных режущих инструментов. На оптических заводах эта операция выполняется преимущественно на токарно-револьверных станках с горизонтальной осью револьверной головки.
Токарно-револьверные станки характеризуются высокой производительностью, которая достигается за счет концентрации операций, одновременной обработки поверхностей, быстрой смены инструментов и т. д. Однако переход от обработки одной детали к другой, требующей замены инструментов в револьверной головке и настройки станка на обработку новой детали, занимает несколько часов. Поэтому обработка малых партий деталей (а это весьма характерно для изготовления оправ оптических приборов) на револьверных станках обычным методом с полной переналадкой станка при переходе к обработке каждой новой партии деталей экономически нецелесообразно.
В настоящее время на заводах широко применяют метод групповой обработки (предложен Митрофановым), позволяющий приблизить серийное и мелкосерийное производство к условиям крупносерийного производства и эффективно использовать револьверные станки для обработки малых партий деталей.
Сущность групповой обработки на токарно-револьверных станках заключается в следующем. Из деталей, подлежащих обработке на токарно-револьверных станках, комплектуют группы. В группе объединяют детали, имеющие незначительные отличия по конструктивно-технологическим признакам, к которым относятся габаритные размеры и геометрическая форма деталей, технологические свойства материала и вид заготовки, технологические приемы обработки. При этом не учитывают функциональное назначение деталей; в одну группу, например, могут попасть оправы и втулки, бленды и тубусы, диафрагмы и кольца и т. д. Из группы выбирают (или специально проектируют) так называемую “комплексную” деталь, в которой содержатся все разновидности поверхностей деталей, входящих в данную группу (рис.1.1).
Рис.1.1. Детали (а), объединенные в группу для групповой обработки, и комплексная деталь (б).
На обработку комплексной детали разрабатывают хороший технологический процесс обработки: определяют последовательность и способы обработки поверхностей, подбирают режущий и вспомогательный инструмент, устанавливают схему размещения инструмента в револьверной головке и т. п. Станок настраивают на обработку комплексной детали, и, таким образом, создают групповую наладку, которую закрепляют за одним станком. Все детали, входящие в данную группу независимо от размера партии, обрабатывают на этой групповой наладке, для каждой детали пропуская те операции, которые для данной детали не предусмотрены. Переход к обработке партии других деталей данной группы заключается в подналадке, связанной с перестановкой и регулировкой упоров, частичной сменой размерного инструмента. Такая подналадка занимает 15-60 мин. вместо нескольких часов, необходимых для полной переналадки станка.
Дальнейшая предварительная токарная обработка оправ проводится в одну или несколько операций на револьверных или токарных станках в зависимости от конструкции детали и требуемой точности обработки.
А также разрабатываются групповые приспособления, то есть, таким образом, уменьшается парк приспособлений для каждой изготовляемой детали.
При проектировании операций предварительной токарной обработки оправ на автоматах и револьверных станках рекомендуется на первой операции снимать по возможности больший припуск, так как в начале процесса, пока заготовка имеет сравнительно высокую жесткость, обработку можно вести при интенсивных режимах резания, что невозможно на последующих операциях ввиду снижения жесткости детали.
Особое внимание уделяется обработке поверхностей, связанных требованиями точного взаимного расположения. Такие поверхности целесообразно обрабатывать за одну операцию при одной установке детали, что значительно упрощает задачу обеспечения точности расположения поверхностей.
Как указывалось ранее, на оправах и тубусах часто встречаются резьбы, предназначенные для крепления оптических деталей в оправах или для соединения оправ между собой или с тубусами. К последним обычно предъявляются требования точности их расположения относительно посадочных поверхностей и торцов оправ. Для обеспечения этих требований резьбы, посадочные поверхности и торцы целесообразно обрабатывать за одну установку детали. Это сравнительно легко выполняется при предварительной обработке оправ на револьверных станках специальными дисковыми гребенками. Необходимость использования гребенок обусловлено тем, что крепежные резьбы оправ имеют малый (0,5; 0,75 мм) шаг, высокую точность (6-7 квалитет) и нарезаются на небольшой длине (5-10 мм). Нарезание резьбы осуществляется с помощью резьбонарезного приспособления («приклона»). Гребенка закрепляется на приклоне и получает принудительную продольную подачу, равную шагу нарезаемой резьбы, от сменного резьбового барабана, установленного на шпинделе станка и закрепленного на приклоне резьбовой звездочки или полугайки.
Для нарезания внутренней резьбы направление резьбы гребенки совпадает с направлением резьбы детали, для наружных резьб эти направления противоположны.