Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Строительная теплофизика
Прочность сплавов
Основания и фундаменты
Осадочные породы
Прочность дорог
Минералогия глин
Краны башенные
Справочник токаря
Цементный бетон






Яндекс.Метрика
         » » Разработка технологического процесса механической обработки

Разработка технологического процесса механической обработки

13.07.2017

Разработка технологических процессов включает ряд взаимно связанных работ:
1) изучение рабочего чертежа детали;
2) изучение заготовки;
3) составление порядка (плана) операций в их последовательности;
4) подбор вида и типоразмеров станков для каждой отдельной операции; внесение изменений в план операций в зависимости от выбранного оборудования;
5) уточнение базовых поверхностей, способа установки и закрепления детали при ее обработке на каждой операции; если выявляется необходимость в специальном приспособлении, составление технологического задания на его проектирование;
6) определение межоперационных припусков и допусков;
7) уточнение типов и размеров режущих и всмопогательных инструментов; если выявляется необходимость в специальных инструментах, составление технического задания на их проектирование;
8) укрупненное нормирование по типовым таблицам и экономический подсчет для установления наивыгоднейшего варианта обработки;
9) составление технологических карт или пооперационных технологических карт обработки детали;
10) расчет или выбор по нормативам режимов резания по каждому переходу; определение основного, вспомогательного и других времен; подсчет нормы времени на каждую операцию.
Изучение чертежа. Начинается оно с проверки наличия в нем всех данных, необходимых для изготовления детали.
После этого надо ознакомиться с тем, какие поверхности детали являются главными конструкторскими базами и какие технические требования предъявляются к этим поверхностям. Определяется взаимосвязь поверхностей и осей отверстий. Изучается степень требующейся точности во взаимном расположении поверхностей и осей отверстий. Изучаются формы необрабатываемых поверхностей, их связь с обрабатываемыми, заданная размерами не ограниченными допусками.
Для полного представления о том, какова должна быть деталь и каковы предъявляемые к ней требования, весьма полезно ознакомиться со служебным назначением детали в машине, частью которой она является.
Изучение заготовки. Надо определить к какому виду она относится (литье, поковка, горячая штамповка и т. д.); установить по каким поверхностям, в каких местах проходит разъем литейной формы или разъем штампа. В этих местах имеются искажение поверхностей в виде утолщения и след от срубленного облоя.
Определяются величины литейных и штамповочных уклонов, и на каких поверхностях они имеются; где имеются прибыльные части, в каких местах и какова их величина; изучаются припуски под механическую обработку, равномерность их распределения по обрабатываемым поверхностям.
В корпусных деталях очень важно выяснить, какие отверстия получены в литье и какие должны бить обработаны в сплошном материале.
Составление плана операций. Определяют последовательность выполнения обработки базовых поверхностей. При этом надо руководствоваться следующим технологическим правилом: поверхности, к которым предъявляются наибольшие требования по точности и чистоте обработки, должны быть окончательно обработаны в конце технологического процесса.
Точные детали, особенно если они нежесткие, необходимо обрабатывать с выделением грубой предварительной обработки в отдельные черновые операции. Последние назначаются в самостоятельной последовательности, и только после их выполнения назначаются операции чистовой и отделочной обработок.
При снятии поверхностного слоя металла, особенно у деталей, заготовки которых являются стальными или чугунными отливками, происходит перераспределение внутренних напряжений, а вместе с этим и деформирование деталей.
Сообразуясь с этим, сначала необходимо обрабатывать поверхности, к которым не предъявляется жестких требований, а затем более точные.
Разделение обработки на черновую и чистовую в ряде случаев необходимо и потому, что станки, на которых производится черновая обработка, вследствие переменной нагрузки при резании, вызванной неравномерным распределением припуков, теряют точность и затем не могут служить для выполнения на них точной обработки.
Черновая обработка не всегда достаточна для того, чтобы в начисто обработанной детали не произошло деформирования.
Такое явление связано с тем, что внутреннее перераспределение напряжений происходит не сразу, а с течением времени.
Для того чтобы этого избежать, точные детали подвергают старению. Для чугунных корпусных деталей время старения в естественных условиях длится несколько месяцев. Это ведет к замедлениям процесса изготовления. С целью резкого ускорения процесса принято осуществлять искусственное старение, заключающееся в том, что грубо обработанную деталь подвергают особой термической обработке.
Разрабатывая технологический процесс, выявляют удобные черные поверхности детали, которые не подвергаются механической обработке и могут быть приняты за исходные технологические базовые поверхности при выполнении первой операции процесса.
Операции растачивания в подавляющем количестве примеров являются заключительными или предшествуют заключительным операциям процесса, кроме операций чернового растачивания, которыми обычно заканчивается план операций предварительной обработки.
Подбор оборудования. Выбор станков осуществляется в соответствии с видом обработки (токарная, фрезерная, расточная и т. п.).
Рабочие размеры станка должны соответствовать габаритам детали или габаритам приспособления (если обработка будет производиться в таковом) с учетом их закрепления.
Необходимо убедиться в соответствии допустимой весовой нагрузки на стол станка весу детали.
Техническая характеристика станка по числу оборотов, размерам подачи и мощности должна соответствовать задаваемому режиму обработки при выбранных материале и конструкции инструмента. Назначая станок, следует учитывать наилучшие условия его обслуживания, удобство управления при выполнении данной операции.
Точность и жесткость станка должны быть такими, чтобы гарантировалась необходимая точность обработки при правильном выполнении процесса.
Надо учесть загрузку станка, определить его занятость для выполнения программы.
Уточнение в назначении базовых поверхностей. Производится на основе анализа конкретной установки и выверки детали на данном станке.
Назначаются нормализованные, универсальные или специальные установочные приспособления, если таковые требуются.
Уточнение закрепления детали связано с выявлением необходимого состава и количества крепежных средств, их типа и размера.
При выполнении точных чистовых операций растачивания особое значение имеет степень точности опорных базовых поверхностей. В этой связи в технологический процесс обработки корпусных деталей рекомендуется вводить операции специальной подготовки этих поверхностей.
На таких операциях выполняется обработка, при которой устраняются отклонения от плоскостности у опорных базовых поверхностей. Обычно это производится шлифованием или шабрением с проверкой на краску по контрольным плитам.
Определение межоперационных припусков и допусков. Величина общего припуска на механическую обработку является суммой припусков на все промежуточные операции механической обработки.
Величину припусков назначают, исходя из следующих условий.
1. Припуск должен быть минимальным в целях сокращения времени на обработку за счет уменьшения числа проходов и повышения режимов резания.
2. Припуск должен быть достаточным, для того чтобы обеспечить качественное выполнение последующей обработки, а также точность и чистоту, заданную согласно чертежу детали.
3. Припуск необходимо назначать с учетом возможного коробления детали за счет внутренних напряжений в металле, которые обычно перераспределяются вследствие механической и термической обработок.
4. Припуск надо назначать с учетом намеченных последовательности обработки и станков для ее выполнения.
5. Припуск должен назначаться соразмерно величине обрабатываемой поверхности. Чем больше обрабатываемая поверхность, тем больше должен быть припуск, и наоборот.
На каждый операционный размер должна быть установлена величина допустимого отклонения — операционный допуск. Операционный размер определяется как сумма размера, заданного чертежом детали, и размера операционного припуска.

Величины операционных допусков назначают, исходя из следующих основных условий:
1. Допуск должен соответствовать экономически эффективной точности обработки.
2. Допуски назначаются соразмерно величине припусков. Чем больше припуск, тем больше и допуск, и наоборот.
Схема расположения припусков и допусков на разных стадиях обработки отверстий приведена на фиг. 274.
Величины операционных припусков определяют аналитически, или их, а также и допуски выбирают по таблицам.
В табл. 16 приводятся промежуточные размеры и допуски для случаев обработки отверстий по 2 и 3-му классам точности, предварительно полученных в заготовке (литьем, ковкой); припуски и допуски при обработке плоских поверхностей даны в табл. 17.


Операции процесса могут быть построены двояко: либо по принципу наибольшей раздробленности работ, и в этом случае в отдельную операцию может быть выделен каждый переход; либо по принципу наибольшей концентрации работ, когда в одну операцию включают возможно большее число переходов.
Кроме этого, операции разрабатывают в соответствии с одноместной или многоместной обработкой. При одноместной обработке на станок устанавливают только одну деталь, при многоместной несколько одинаковых деталей для последовательной, параллельной или последовательно-параллельной обработки.
Принцип раздробленности определяется однопереходной операцией, т. е. обработкой одной поверхности у одной или нескольких деталей одним или несколькими одинаковыми инструментами.
Принцип концентрации определяется многопереходной операцией, т. е. обработкой нескольких поверхностей у одной или нескольких деталей одним или несколькими инструментами, либо обработкой одной поверхности у одной или нескольких деталей несколькими различными инструментами.
Рассмотрим на примере корпусной детали (фиг. 275, а) разработку технологического процесса механической обработки для заготовки-отливки из серого чугуна. На ее плоских обрабатываемых поверхностях общий припуск колеблется от 6 до 10 мм на сторону. Отверстие, предварительно полученное в отливке, имеет неравномерно распределенный припуск по окружности — 7—12 мм на сторону.
Изучая чертеж, убеждаемся в том, что конструкторскими базами являются плоские поверхности I, II и поверхность отверстия. Все обрабатываемые поверхности обозначены условными знаками, определяющими степень чистоты обработки, соответствующую определенным классам. Чертеж содержит все необходимые проекции, сечения и разрезы. Размеры даны с указанием допустимых отклонений, а те, у которых отклонения не приведены, должны выполняться по допускам 7-го класса точности. Допустимые отклонения от правильной геометрической формы отверстия, как особо не оговоренные в чертеже, следует считать равными половине допуска на неточность выполнения диаметра.
Рассмотрев чертеж, можно прийти к выводу, что деталь должна иметь точные поверхности, с точным взаимным расположением, и размеры этих поверхностей достаточно велики относительно общих размеров детали. Следовательно, принимая во внимание, что заготовка к тому же является отливкой, обработка должна быть разделена на черновые и чистовые операции.
Переходим к установлению плана операций.
Учитывая небольшое количество деталей, подлежащих изготовлению и предполагая недостаток в цехе фрезерных станков, планируем обработку по принципу концентрации переходов в одной операции.
Чтобы гарантировать и упростить при выполнении черновой обработки соблюдение правильного взаимного расположения черных и обрабатываемых поверхностей, назначаем разметку детали первой операцией.
Во второй операции назначаем черновую обработку всех обрабатываемых поверхностей. Если следовать принципу наибольшей раздробленности процесса, то эта обработка может быть выполнена за пять отдельных операций, каждая из которых состоит из одного перехода. Действительно, хотя поверхности I и II обрабатываются одинаковым инструментом — торцовой фрезой, при одном и том же режиме резания, обработка поверхности II (фиг. 275, в) требует переустановки детали и, следовательно, может быть выделена в самостоятельную операцию, выполняемую на другом станке. В свою очередь растачивание отверстия требует либо изменения позиции (поворот стола на 90°), если не помешает крепление, либо переустановки (фиг. 275, г) при одновременной смене инструмента (фрезы) на оправку с расточным резцом.
По этим причинам и эта обработка могла бы быть выделена в самостоятельную операцию.
Растачивание выточек диаметром 200 мм производится без смены оправки, но в одном случае с переустановкой, в другом со сменной резца.
Раздробленность технологического процесса не может быть экономически целесообразной при изготовлении небольшого количества деталей, так как это потребовало бы большего числа станков, кратковременно занятых, дополнительного межоперационного транспорта, а также больше времени на изучение каждым рабочим чертежа и назначенной обработки.
Для третьей операции назначаем чистовую обработку всех обрабатываемых поверхностей.
Для выполнения операций выбираем технологические базовые поверхности.
Технологическими базовыми поверхностями для чистовой операции могут быть плоские обрабатываемые поверхности I и II, так как они являются конструкторскими базами и удобны для ориентирования и закрепления детали на станке.
В качестве первичных черных базовых поверхностей можно выбрать поверхности III и IV (фиг. 275, б). Основанием для такого выбора служит следующее: эти поверхности в дальнейшем не подвергаются обрабтке; они связаны с конструкторскими базовыми поверхностями определенными размерами (размер толщины стенки 30 мм); величина черных поверхностей равна величине базовых, что позволяет осуществить надежное ориентирование по ним детали (фиг. 275, б).
Определив операции и их последовательность, устанавливают, на каких станках будет производиться обработка, назначенная для каждой из них.
В нашем примере избираем горизонтально-расточные станки модели 262Г.
Межоперационные припуски назначаются вначале для чистовых операций, а затем для черновых, т. е. в обратном порядке хода технологического процесса.
Назначаем припуски на чистовую обработку, производимую в операции № 3. Исходя из размеров длины и ширины обрабатываемой поверхности определяем припуск равным 1,5 мм на сторону, имея в виду выполнить обработку за два чистовых прохода, из которых второй отличается от первого величиной подачи, связанной с получением необходимой чистоты поверхности.
Припуск на обработку отверстия диаметром 160А состоит из припуска на его калибрование A = 0,25 мм, припуска на чистовую обработку А = 2 мм (в соответствии с данными табл. 16).
Припуск на чистовую обработку поверхностей выточек 0 200 мм назначаем равным Ad = 3 мм на сторону и Aе = 3 мм на сторону по глубине выточек.
Назначаем припуски на черновую обработку, производимую в операции № 2.
Припуск на черновую обработку определяем как разность между общим припуском (предусмотрен в заготовке) и припуском на чистовую обработку. В нашем примере его величина на плоских поверхностях будет максимум 10—1,5 = 8,5 мм и минимум 6—1,5 = 4,5 мм.

Припуск на черновую обработку отверстия: максимум А = 12-(0,25 + 2) = 9,75 мм; минимум А = 7-(0,25 + 2) = 4,75 мм.
Припуск на черновую обработку выточек определится из разности диаметра отверстия 160мм после его черновой обработки и диаметра выточки без припуска на чистовую обработку.

Технологический процесс механической обработки записывают в технологических документах — картах, предусмотренных единой системой технологической документации.
При заполнении карт операции и переходы следует нумеровать в их последовательности арабскими цифрами, а установки и позиции — римскими. Такое правило нумерации позволяет использовать машино-счетные станции для различных расчетов, данные для которых берутся из карт.
Состав технологических карт следующий.
Сводная карта технологического процесса механической обработки (см. табл. 18) составляется на деталь. В ней производится запись основных данных взятых из карт технологического процесса, или из операционных карт механической обработки.
В карте даются основные сведения о детали: ее принадлежность к изделию (машине), номер, наименование, вес, материал.
Выписываются данные о заготовке. Указывается последовательность операций процесса, оборудование, цех или участки, где делается обработка, нормы времени по каждой операции.
Сводная карта должна обеспечить необходимыми сведениями органы календарного планирования производства, а также служит исходным документом для определения нормативной трудоемкости и стоимости изделия.
Операционная карта механической обработки (табл. 19) является основным технологическим документом, в котором содержатся все необходимые данные и условия для выполнения операции.
Операционная карта составляется на каждую операцию технологического процесса обработки детали. В ней помещается эскиз обработки детали или попереходные эскизы.
Эскизы должны содержать все данные, позволяющие выполнить обработку без чертежа детали. Иногда этого правила не придерживаются, избегая ошибок в выполнении технических условий и размеров, связанных с внесением текущих изменений в конструкцию детали, которые по своему существу не отражаются па построении технологического процесса, но вызывают большое количество .изменений в технологической документации.
В этих случаях, эскизы обработки предназначены только для того, чтобы облегчить изучение процесса.
Изложение процесса ведется в необходимой последовательности раздельно по каждой установке, позиции и переходу.
Против каждой записи в соответствующих графах формы указываются необходимые для выполнения данной работы приспособление, инструмент, режимы резания, время.
Операции нумеруются в порядке последовательности технологического процесса.
Операции контроля обработки разрабатываются отдельно и имеют собственные формы документации. Контрольной операции присваивается номер операции обработки с добавлением буквы К.
Технологическая карта механической обработки (табл. 20) предназначается для составления упрощенного технологического процесса на деталь. Обычно такая форма процесса применяется в условиях единичного или серийного производства; она не содержит пооперационных или попереходных эскизов.










Отдельные операции процесса, требующие особого внимания и определенной последовательности переходов и режима обработки, обеспечивающих соблюдение технических условий на деталь, записываются в смешанной форме, т. е. ряд установок, позиций и переходов излагаются так, как в операционных картах, другие объединяются общей записью.
Пример заполнения операционных карт механической обработки приведен в табл. 19, в которой представлены две операции растачивания детали, показанной на фиг. 275, а. Порядок разработки технологического процесса на эту деталь рассматривался выше.
Операционные карты сопровождаются попереходными эскизами на обработку.
На фиг. 276 показан чертеж детали — корпус редуктора. Технологический процесс механической обработки этой детали приведен в технологической карте механической обработки табл. 20 по содержанию наиболее сложных операций чернового и чистового растачивания. В сводной карте (табл. 18) помещен план операций механической обработки на эту же деталь.
В связи с высокими техническими требованиял на соосность (0,01) отверстий диаметров 72А, 90А и 95А, которые оговорены в чертеже, растачивание их предусмотрено производить борштангой в двух опорах однолезвийным инструментом — резцом. Этот метод (см. гл. V) обеспечивает наибольшую точность совмещения осей при подаче столом. В рассматриваемом примере не рекомендуется выполнять чистовое растачивание упомянутых отверстий, совмещая обработку, например, 1-го отверстия О 95А и отверстия О 90, или в другой комбинации, так как это может привести к недопустимому отклонению от соосности.