5. Выбор технологической оснастки

9.1. Выбор станочных приспособлений

При разработке технологического процесса изготовления детали необходимо правильно выбрать станочные приспособления, обеспечивающие точную и надежную установку заготовок на каждой операции.

Если требующееся приспособление является принадлежностью станка (тиски, патрон, люнет и т.п.), то указывают только его наименование. В единичном производстве применяют универсально-безналадочные приспособления (тиски, трехкулачковые самоцентрирующие патроны, делительные универсальные головки, поворотные столы, кондукторы, оправки и др.). Преимуществом таких приспособлений является возможность их использования для установки различных деталей на различных операциях. Однако многообразие форм деталей вызывает определенные трудности при базировании и часто требует предварительной разметки и выверки заготовки. При установке и закреплении обрабатываемых заготовок сложной формы требуются большие затраты вспомогательного времени, нередко превышающего машинное время обработки.

Применение универсально-сборных, специализированных и специальных приспособлений сокращает трудоемкость изготовления деталей за счет резкого уменьшения времени, затрачиваемого на установку, выверку и закрепление заготовок. Технологические возможности станков расширяются, повышается точность обработки и улучшаются условия труда. При использовании многоместных приспособлений создаются условия для одновременной обработки нескольких заготовок.

Универсально-сборные приспособления предназначены для оснащения станков, работающих в условиях единичного (опытного) или мелкосерийного производства. Их собирают из стандартных узлов и деталей, изготовленных с высокой точностью. Каждая компоновка универсально-сборного приспособления обладает всеми свойствами специального приспособления и обеспечивает базирование заготовки с требуемой точностью без выверки. Высокая стоимость и сложность изготовления комплекта стандартных деталей является недостатком сборных приспособлений.

Универсально-наладочные и специализированные наладочные приспособления применяются в серийном производстве. В крупносерийном и массовом производстве используют неразборные специальные приспособления, которые проектируют и изготавливают для каждого нового типа деталей. Специальные приспособления позволяют осуществлять точное и быстрое закрепление заготовок посредством использования силовых приводов зажимных элементов. Одинаковое силовое воздействие при закреплении заготовок обеспечивает идентичность условий обработки всех деталей в партии. Это позволяет повысить точность обработки и производительность труда, снизить разряд работы.

9.2. Выбор режущего инструмента и оценка его эффективности

Выбор режущего инструмента, его вида, конструкции и размеров при разработке технологического процесса изготовления детали в значительной мере предопределяется методами обработки, свойства­ми обрабатываемого материала, требуемой точностью обработки и качеством обрабатываемой поверхности детали.

При выборе режущего инструмента необходимо стремиться при­нимать стандартный инструмент, но когда целесообразно, следует применять специальный, комбинированный, фасонный инструмент, позволяющий совмещать обработку нескольких поверхностей. Пра­вильный выбор режущей части инструмента имеет большое значение для повышения производительности и снижения себестоимости об­работки. Для обработки стали рекомендуется применять инструмент, режущая часть которого изготовлена из титано-вольфрамовых твер­дых сплавов (Т5К10, Т14К8, Т15К6, Т15К6Т, Т30К4), быстрорежу­щих инструментальных сталей (Р18, Р9, Р9Ф4, Р14Ф4) и др. Для об­работки чугуна, цветных металлов и неметаллических материалов используют инструмент из вольфрамо-кобальтовых твердых сплавов (ВК2, ВКЗМ, ВК6, ВК8) и быстрорежущих инструментальных ста­лей.

Выбор материала для режущего инструмента зависит от формы и размеров инструмента, материала обрабатываемой заготовки, ре­жима резания и типа производства. Режущий инструмент необходимо выбирать по соответствующим стандартам и справочной литературе в зависимости от методов обра­ботки деталей [9].

Если технологические особенности детали не ограничивают при­менения высоких скоростей резания, то следует применять высоко­производительные конструкции режущего инструмента, оснащенного твердым сплавом, так как практика показала, что это экономически выгодней, чем применение быстрорежущих инструментов. Особенно это распространяется на резцы (кроме фасонных, малой ширины, автоматных), фрезы, зенкеры, конструкции которых оснащены твер­дым сплавом.

В картах технологического процесса изготовления детали необхо­димо правильно указать условные обозначения режущего и вспомо­гательного инструмента в соответствии с присвоенным ему в стан­дарте обозначением.

Примеры обозначения режущего инструмента:

• сверло спиральное диаметром 20 мм из быстрорежущей стали с коничес­ким хвостовиком с конусом Морзе 2:

сверло 2301-0439 ГОСТ 2092-77;

• сверло диаметром 6 мм, общего назначения, правого исполне­ния I из твердого сплава ВК8:

сверло 2309-0067 ВК8 ГОСТ 17275- 71;

• фреза цилиндрическая тип 1, диаметром D = 80 мм, L = 125 мм, правая:

фреза 2200-0157 ГОСТ3752-71;

• фреза торцевая D = 200 мм со вставными ножами, оснащенны­ми пластинками из твердого сплава ВК8, праворежущая:

фреза 2214-0159 ГОСТ 9473-80;

• фреза червячная для чистовой обработки, однозаходная для цилиндрических зубчатых колес с эвольвентным профилем, правая с m 6 мм, длина L = 112 мм, тип II, класс А:

фреза червячная правая Т6х112А — II ГОСТ 9324-80 Е;

• фреза дисковая зуборезная модульная с m 3 № 5:

фреза mЗМ № 5 ГОСТ 10996-64;

• хвостовой прямозубый долбяк с m 0,5 мм, номинальным дели­тельным диаметром 25 мм, класс А, конус Морзе 6:

долбяк хвостовой прямозубый 0,5х25А = 16 ГОСТ 10059-80Е;

• резец строгальный проходной с пластинкой из твердого сплава, тип I, исполнение I, сечение НхВ = 20x16 мм, с пластинкой твердого сплава Т15К6:

резец 2171 0001 Т15К6 ГОСТ 18891-73.

Затраты на металлорежущие инструменты, отнесенные к единице продукции (операции), можно определить по формуле

где – первоначальная стоимость инструментов, руб.; – затраты на повторную заточку до полного износа инструмента, руб.; – об­щее время эксплуатации инструментов, мин; – штучное время операции (перехода), мин.

Затраты на повторную заточку инструмента до полного износа (только для инструмента из быстрорежущей стали или инструмента с твердосплавными напайками):

,

где – число повторных заточек до полного износа инструментов, руб; – нормированное время на одну заточку, мин; З_зат — заработная плата заточника с начислением по соцстраху, руб/мин.

Затраты на повторную заточку инструмента составляют примерно 30% его отпускной цены.

Технико-экономические расчеты дают возможность принять более точное решение по выбору того или иного режущего инструмента.