 |
Методика выполнения работы
|
|
|
|
4.4.1 Анализ рабочего чертежа детали и выбор оборудования.
Сначала необходимо подробно изучить рабочий чертеж детали, технологические требования, проверить достаточность заданных проекций и размеров. При этом следует выяснить возможность улучшения технологичности детали. При необходимости проводится корректировка размеров, параметров точности или шероховатости поверхностей по согласованию с преподавателем.
Оборудование выбирается исходя из конструктивных особенностей, точности и размеров детали. При этом учитываются наиболее характерные методы обработки поверхностей детали. Ориентировочно определяется необходимое количество режущих инструментов. С учетом всех отмеченных выше параметров и других исходных данных выбирается по каталогу металлорежущих станков необходимый станок.
4.4.2 Выбор метода получения заготовки.
При выборе метода получения заготовки руководствуются следующими условиями:
1) технологической характеристикой материала заготовки;
2) конструктивными особенностями, размерами и формой заготовки;
3) параметрами точности размеров, формы, относительного расположения поверхностей, а также параметрами шероховатости поверхностей заготовки;
4) типом производства и заданными сроками выпуска детали.
4.4.3 Выбор технологических баз
Выбор технологических баз при обработке корпусных деталей не отличается от традиционного. Однако стремление максимально концентрировать технологические переходы и рабочие ходы обработки детали в минимальном количестве операций и установов накладывает дополнительные требования к технологическим базам, методам базирования и закрепления детали. В качестве базы необходимо использовать такие поверхности, которые позволяют обрабатывать наибольшее количество взаимосвязанных между собой поверхностей, имеющихся на детали.
|
|
|
Базовые поверхности выбирают из анализа чертежа детали. При этом определят поверхности, которые можно обработать за один установ, такие поверхности могут быть при этом использованы в качестве базовых, такие поверхности подлежат обработке на отдельных операциях. Для установки детали при обработке базовой и противобазовой сторон следует выбрать плоскости, позволяющие наиболее жестко и надежно закрепить деталь при черновой обработке и наиболее точно установить ее при чистовой. Зачастую на первой операции заготовку устанавливают на регулируемые опоры, позволяющие выверить ее положение по разметочным рискам. Далее при установке уже на базовую поверхность обычно обрабатываются три- четыре стороны детали.
Основные способы базирования деталей, используемые на многооперационных станках следующие:
- по плоскости и двум отверстиям (рис. 4.1);
- по трем плоскостям (рис. 4.2);
- по отверстию и двум плоскостям (рис. 4.3).
Первый способ наиболее предпочтителен. В этом случае точность обработки будет зависеть от точности диаметрального размера отверстий и базовых штырей, от точности их межосевого расстояния и качества обработки базовой плоскости детали. В качестве базовых отверстий используют имеющиеся на детали или вводят технологический допуск на межосевые расстояния базовых отверстий (составляет 0,03 – 0,04 мм). Базовые отверстия при черновой обработке выполняют по 7-му квалитету точности, при чистовой – по 6-му квалитету точности. Основную плоскость детали, на которой расположены базовые отверстия, следует обрабатывать совместно с базовыми отверстиями за один установ. Шероховатость базовой плоскости должна быть не более Rz = 20 мкм (для черновой обработки) и Ra =2,5 мкм (для чистовой обработки). При установке детали по трем взаимно перпендикулярным плоскостям точность установа детали зависит от точности относительного расположения этих плоскостей. При этом отклонение от перпендикулярности базовых плоскостей между собой не должно превышать 0,5 – 0,6 соответствующего межоперационного допуска на изготовление детали.
|
|
|
 |
Рис. 4.1 Рис. 4.2 Рис. 4.3
4.4.4 Построение маршрутного технологического процесса.
При разработке технологического процесса обработки детали на станках с ЧПУ определяют, какие операции обработки детали должны выполняться на универсальных станках и какие на многооперационных. При обработке сложных и трудоемких деталей в маршрутном техпроцессе должна быть предусмотрена операция разметки и нанесения установочных линий, определяющих положение детали на станке. В зависимости от числа обрабатываемых сторон, их точности, сложности предусматривается одна или несколько операций обработки корпусных деталей на многооперационном станке.
При разработке технологического процесса механической обработки корпусной детали на многооперационном станке необходимо учитывать следующее:
- последовательность технологических переходов и перемещений от одной обрабатываемой поверхности детали к другой назначают исходя из условий обеспечения требуемой точности и уменьшения времени на установочные и вспомогательные перемещения;
- в начале операции выполняют все фрезерные переходы (фрезерование внешних и внутренних плоскостей, пазов, наружных и внутренних контуров), затем обрабатывают основные и вспомогательные отверстия большого диаметра, и в конце – вспомогательные отверстия малого размера, крепежные отверстия;
- для обеспечения высотой точности обработки необходимо проектировать операции с минимальным количеством смен инструментов и поворотов стола с деталью;
- если время смены инструмента больше времени на поворот стола или точность позиционирования поворота стола выше точности позиционирования инструмента при смене, то меняют инструмент после выполнения всех технологических процессов, предусмотренных для данного инструмента;
- при обработке литых отверстий на станках с позиционной системой управления (ф2) в качестве первого технологического перехода следует применять растачивание, а не зенкерование, так как при растачивании увод и смещение оси обрабатываемого отверстия меньше. На станках с контурной системой (ф3) целесообразно применять фрезерование вместо растачивания, так как концевая фреза менее чувствительна к неравномерности припуска на обработку;
|
|
|
- обработку основных отверстий и других поверхностей детали, точность размера и относительное положение которых оговорено жесткими допусками, выполняют с последовательной заменой инструментов;
- базовые поверхности следует обрабатывать за один установ. Если в этой операции выполняют и другие переходы, то для исключения влияния деформации детали при обработке на точность базовых поверхностей детали, их обрабатывают в конце операции после технологического останова программы и перезажима детали;
- на станках с недостаточно высокой точностью поворота стола технологические переходы следует выполнять при фиксированном положении стола последовательно всеми необходимыми инструментами;
- внутренние торцы и внутренние канавки в отверстиях обрабатывают до чистового растачивания или развертывания;
- фрезеровать отверстия вместо их предварительного растачивания целесообразно при длине отверстия, не превышающей длину режущей части фрезы. Чем больше припуск на первый проход и чем он неравномернее, тем эффективнее фрезерование отверстий. Использование одной концевой фрезы вместо нескольких расточных инструментов позволяет уменьшить набор инструментов, сократить число смен инструментов и время, затраченное на перерывы из-за смены инструментов.
С учетом вышеизложенного последовательность выполнения операции зависит от назначения и количества переходов, выполняемых одним инструментом, требуемой точности относительно расположения поверхностей детали, точности позиционирования узлов станка по всем координатам, времени перерывов в работе, затраченного на смену инструментов и поворота стола и т.д.
|
|
|
Последовательность выполнения переходов в операции следующие:
1) Фрезеровать переходы (черновые, получистовые, чистовые) - фрезерование плоскостей, пазов, уступов и т.д. – выполняют торцевыми и концевыми фрезами, начиная с внешних плоскостей детали, расположенных ближе всего к шпинделю с инструментом, затем уступы, пазы, выступы, различные контуры, внутренние плоскости.
2) Сверление (рассверливание) основных отверстий под дальнейшую обработку (обычно диаметром не более 30 мм), обработка этих отверстий выполняется по переходам (черновым, получистовым, чистовым). Черновые переходы выполняют с учетом сокращения времен на вспомогательные перемещения, а чистовые переходы – исходя из уменьшения количества изменений положения инструмента и детали в плоскости, перпендикулярной оси обработки.
3) Заключительные переходы операции – обработка вспомогательных отверстий.
Возможно несколько вариантов обработки группы одинаковых отверстий:
а) для основных отверстий сложной формы с высокой степенью точности: обработка каждого отверстия полностью по всем переходам при одном положении детали относительно шпинделя станка;
б) в основном для крепежных и вспомогательных отверстий: последовательная обработка всех отверстий каждым инструментом.
4.4.5 Межоперационные припуски и допуски на обработку.
При обработке корпусных деталей на многооперационных станках вследствие совмещения обработки большинства поверхностей за один установ, уменьшения величины погрешностей установа детали значительно повышается стабильность достигаемой точности обработки. Это позволяет при обработке на многооперационных станках уменьшить припуски на обработку: на 15-20% на чистовую, на 20-25% на черновую обработку и суммарные величины припусков на обработку отверстий м плоскостей по сравнению с рекомендуемыми для обработки на станках с ручным управлением.
Межоперационные припуски на обработку устанавливаются исходя из допусков на изготовление детали и технологии обработки.
Экспериментальным научно-исследовательским институтом металлорежущих станков разработана таблица ориентировочных допусков.
4.4.6 Выбор режущих инструментов.
1) Торцевые фрезы. Для фрезерования плоскостей используют торцевые насадные фрезы Æ100, 125, 160 мм с механическим креплением неперетачиваемых пятигранных пластин из твердого сплава. Рекомендуемые марки твердых сплавов: для обработки чугуна – ВК4, ВК6, ВК8; для стали: Т5К10, Т15К6, Т14К8; для алюминиевых сплавов – ВК6М, ВК3М.
Диаметр торцевой фрезы выбирают исходя из числа проходов фрезы, определяемого шириной обрабатываемой плоскости (должно быть минимальным). Для черновой и получистовой обработки 0,8 D < В < 1,2 D; для чистовой обработки В < 0,9 D. Окончательно диаметр торцевой фрезы выбирают с учетом обработки в данной операции других плоскостей, т.е. одной фрезой обрабатывать возможно большее количество плоскостей.
|
|
|
2) Концевые, шпоночные и другие фрезы. При фрезеровании сложных контуров, отверстий, пазов применяют концевые фрезы, оснащенные пластинками из твердого сплава или быстрорежущих сталей, шпоночные фрезы, дисковые и трехсторонние фрезы. Концевые фрезы из быстрорежущих сплавов применяют с диаметрами от 5 до 50 мм, с пластинками из твердых сплавов от 20 до 50 мм. Трехсторонние фрезы для обработки пазов и канавок используют с диаметром до 160 мм и шириной В от 5 до 36 мм. Шпоночные фрезы используют диаметрами от 5 до 12 мм из быстрорежущих сталей и от 4 до 12 мм из твердых сплавов.
3) Расточные оправки. Для получистового и чистового растачивания отверстий диаметрами от 22 до 250 мм применяют однорезцовые расточные оправки с твердосплавными резцами. Оправки диаметрами от 10 до 30 мм выполняют расточными головками с радиальным настроенным перемещением резца. Для обработки отверстий диаметром от 45 до 200 мм используют расточные оправки с микрометрической регулировкой. Для обработки торцев отверстий диаметрами от 45 до 200 мм применяют двухрезцовые подрезные блоки, для обработки фасок в отверстиях диаметром более 40 мм - однорезцовые фасонные расточные оправки. Все эти инструменты оснащают резцами с твердосплавными пластинами. Для обработки фасок в отверстиях диаметром до 40 мм применяют конические зенковки с углом конуса 90° из быстрорежущих сталей.
4) Спиральные сверла. Отверстия малых диаметров обрабатывают спиральными короткими сверлами с углом при вершине 90°.
5) Резьбонарезной инструмент. Для нарезания резьбы применяют метчики с длиной заборной части, равной двум или трем шагам резьбы.
4.4.7 Методика расчета режимов резания.
В связи с высокой стоимостью многооперационных станков эффективность их использования должна быть максимальной Важную роль играет при этом правильный выбор режимов резания. Каждый рабочий ход должен выполняться на ускоренных режимах, обеспечивающих более полное использование технологических возможностей станка и инструмента. Поэтому при назначении режимов резания для обработки на многооперационных станках увеличивают режимы резания за счет сокращения стойкости инструмента на 20-30 минут [2].
Таблица 4.1
|
|
|
