Виды операций и этапы технологического процесса. Понятие припуска

Заготовительное производство в большинстве случаев не позволяет получить детали в окончательно готовом виде, тем более детали для авиационных двигателей.

Для превращения заготовки в готовую деталь с каждой ее поверхности, подлежащей обработке, снимают некоторый слой металла, называемый общим припуском (на данную поверхность), или припуском заготовки. В отличие от этого слой, снимаемый в одной операции, называется операционным припуском.

Общий припуск может быть снят в одной операции или за несколько операций. В первом случае говорят, «что поверхность обрабатывается сразу начисто, или сразу окончательно». Во втором случае каждая последующая операция отличается от предшествующей меньшим операционным припуском, большей точностью и более высоким классом шероховатости.

В связи с этим различают следующие виды операций: черновые, чистовые, окончательные, отделочные.

Черновой операцией называют любую операцию, если за ней следует аналогичная по методу обработки, но более точная операция.

Черновые операции обеспечивают снятие значительных операционных припусков, примерно (0,5 … 0,7) общего припуска в заготовке. Точность обработки 12…14 – й квалитет, шероховатость поверхности R_z = 80 … 20. Черновые операции выполняют точением, растачиванием, сверлением, фрезерованием и строганием, электроэрозией, электрохимией и др.

Чистовой называют операцию, следующую за черновой. Например, «шлифование черновое», «шлифование чистовое». Целью чистовой операции может быть завершение обработки данной поверхности (тогда она будет являться одновременно и окончательной) или будет подготовка поверхности к еще более точной обработке.

Чистовые операции обеспечивают большее приближение размеров и формы обрабатываемой заготовки к готовой детали. Снимаются малые припуски, точность обработки 8…11 квалитеты, шероховатость поверхности R_z = 5 … 1,25. Для чистовой обработки применяют, кроме тех же методов, что и на черновых операциях, еще зенкерование, развертывание, шлифование, ленточное шлифование и др.

Окончательная операция обеспечивает точность обрабатываемой поверхности, заданную чертежом детали. Эти операции выполняются шлифованием, развертыванием, протягиванием, тонким точением и др.

Отделочные операции снижают шероховатость обрабатываемой поверхности и улучшают физико-химическое состояние поверхностного слоя. Отделочные операции осуществляют полированием (механическим, электролитическим, электролитно-плазменным), хонингованием, суперфинишированием, притиркой, алмазным выглаживанием и другими методами деформационного упрочнения.

На рис. 2.3 применительно к перу лопатки компрессора показаны черновая операция (электрохимическая), получистовая (шлифование), чистовая (ленточное шлифование) и отделочная (полирование).

Рис. 2.3. К вопросу о припуске заготовки и операционных припусках при обработке профиля пера лопаток

(z₁ – припуск на электрохимическую обработку, z₂ – шлифование абразивным кругом, z₃ – шлифование лентой, z₃ – полирование)

Количество операций обработки поверхности назначают в зависимости от многих частных условий: размеров и формы детали, совершенства заготовки, требуемых чертежом точности и шероховатости, видом и местом термической обработки и др.

Естественно, что, обрабатывая поверхность, вначале выполняют это в какой то мере грубо, а затем более тщательно, но не наоборот. Такого же порядка стараются придерживаться при обработке всей детали; иными словами, одинаково грубые (или одинаково чистовые) однородные операции группируются и образуют некоторый этап обработки. Деление всего ТП на этапы обусловлено целым рядом причин.

Во-первых, это нужно, чтобы обеспечить заданную точность детали. Если, например, деталь не обладает большой жесткостью, то обработка одной части неизбежно вызывает деформацию других ее частей. Деформации появляются в результате перераспределения внутренних напряжений в заготовке детали (от литья, ковки, термообработки, механической обработки), которые вызываются снятием припуска. Не исключены деформации при закреплении заготовки детали на станке.

Если пренебречь этим и обработать точную поверхность сразу окончательно в то время, когда другие поверхности еще имеют значительные припуски, то к концу процесса деталь (поверхность) может потерять полученную точность. Иное дело, если такая поверхность проходит обработку в нескольких этапах процесса. Тогда в ходе технологического процесса ее уточнение происходит параллельно с уточнением других поверхностей. К концу ТП остаются малые припуски, снятие которых не вызывает существенных деформаций получаемой детали.

Во-вторых, это нужно для того, чтобы лучше использовать оборудование и квалификацию рабочих. Грубые операции могут выполняться на мощных станках, позволяющих снимать большой слой металла в один проход. Необходимые при этом для закрепления детали большие силы не опасны, так как у детали еще нет точных и чистых поверхностей. Для промежуточных операций можно использовать менее мощные, но более точные станки, а для точных окончательных операций – другие станки, лучше отвечающие целям таких операций. Указанное использование оборудования и квалификации рабочих приводит к уменьшению затрат труда.

В–третьих, независимо от изложенных соображений разделение ТП на этапы необходимо потому, что получить с помощью термической обработки заданные свойства металла детали возможно лишь после снятия с заготовки значительной части припуска (например, по условиям «прокаливаемости», наличия цементации и др.).