 |
Разработка технологического маршрута
|
|
|
|
Втулки
Детали типа втулок и колец применяют в качестве опор для валов, в виде муфт, распорных элементов и. т. д. Во многих случаях втулки имеют резьбовые, шлицевые элементы, выступы и канавки на наружной и внутренней поверхностях. При конструировании деталей этого класса рекомендуется:
- для обеспечения соосности внутренних и наружных поверхностей следует обрабатывать их за один установ;
- применение глухих отверстий с двух сторон не рекомендуется, т.к. трудно обеспечить их соосность;
- следует избегать внутренних выточек, особенно с точным небольшим диаметром;
- втулки со шлицами желательно делать сквозными, чтобы обеспечить свободный выход режущего инструмента и использовать протягивание (рис.8.4);
- шлицевые поверхности рекомендуется выполнять сплошными без разрывов, чтобы снизить число ударов по режущему инструменту при врезании;
- необходимо сокращать протяженность опорных поверхностей, заменяя их поясками на краях.
Требования к технологичности для других типов изделий (рычагов, зубчатых колес и. т. д.) можно найти в [7].
Выбор метода получения заготовки
Заготовкой по ГОСТ 3.1109 ¾ 82 называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров и свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь.
Основными методами получения заготовок являются литьё, ковка, штамповка, прокатка. Используются также сварные заготовки. Соответственно заготовки, полученные этими методами, называются отливками, поковками, штампованными заготовками и прокатом. Методы получения заготовок и требования к ним подробно рассматриваются в курсе «Производство и механическая обработка заготовок».
Выбор метода получения заготовки может быть осуществлен при проектировании изделия конструктором и откорректирован технологом при анализе рабочей конструкторской документации. Этот выбор осуществляется на основе всестороннего анализа следующих факторов: назначения изделия, условий его эксплуатации, материала, размеров, формы, объема выпуска, технической оснащенности заготовительного производства. Окончательное решение принимается на основе расчета стоимости получения заготовки различными методами. После выбора метода получения заготовки определяют ее конфигурацию, размеры, допуски на них, припуски на механическую обработку, разрабатывают чертеж и технические условия на изготовление.
|
|
|
Рассмотрим основные рекомендации по выбору метода получения заготовки.
Отливки используют в качестве заготовок для корпусных деталей, которые выполняют функции несущих конструкций. Чугунные отливки применяют для изделий сложной конфигурации, которые не подвергаются ударным нагрузкам, а также действию растягивающих и изгибающих напряжений. Сталь по сравнению с чугуном обладает меньшей жидкотекучестью, но более высокой прочностью. Поэтому стальные отливки применяют для деталей с менее сложной конфигурацией, работающих в более тяжелых условиях нагружения. Отливки из цветных металлов используют для деталей с особыми эксплуатационными свойствами: коррозионной стойкостью, малой массой и.т.д.
Сварные заготовки используют для корпусных деталей в единичном и мелкосерийном производстве, когда применение дорогостоящей литейной оснастки экономически невыгодно.
Поковки, полученные свободной ковкой, используют в качестве заготовок для крупных деталей, а также для более мелких деталей в единичном и мелкосерийном производствах, когда применение дорогостоящей оснастки (штампов) экономически невыгодно.
Штампованные заготовки имеют ряд преимуществ перед заготовками, полученными другими методами. Так, в частности, они имеют размеры близкие к размерам детали, что уменьшает припуски на механическую обработку, а также более однородную структуру металла, что повышает его механические свойства. Однако из-за высокой стоимости инструмента для штамповки (штампов) ее применение эффективно при большой производственной программе выпуска изделий, т.е. в условиях крупносерийного или массового производства.
|
|
|
Прокат с круглым поперечным сечением применяется преимущественно для изготовления гладких и ступенчатых валов, поперечное сечение которых незначительно изменяется по длине. Заготовки для валов с существенным отличием диаметров по ступеням получают штамповкой, что позволяет уменьшить припуски и сократить отходы при механической обработке.
Разработка технологического маршрута
Технологическим маршрутом называется последовательность технологических операций, записанных в порядке их выполнения. Перечень факторов, которые влияют на разработку технологического маршрута, представлен в разделе 6.1. Основными из них являются: форма, размеры изделия; точность и шероховатость его поверхностей; размер производственной программы. Одновременно при составлении технологического маршрута производится выбор технологических баз – элементов изделия, в основном поверхностей, положение которых определенным образом ориентирует изделие при установке на станке относительно режущего инструмента. Рассмотрим влияние вышеуказанных факторов на выбор технологического маршрута.
Форма и размеры изделия оказывают влияние на выбор метода обработки поверхностей. Плоские поверхности обрабатываются фрезерованием и строганием, реже точением на токарно-карусельных станках. Цилиндрические поверхности подвергаются токарной обработке – точению и растачиванию. Таким образом, для каждого вида поверхности существует свой метод или набор методов механической обработки с соответствующим технологическим оснащением: станками, приспособлениями и инструментом.
Точность и шероховатость поверхности, заданная на чертеже детали, достигается поэтапным удалением припуска с обрабатываемой поверхности, что оказывает влияние на выбор технологического маршрута. В наиболее сложном варианте обработка поверхности любым методом включает следующие этапы:
|
|
|
Черновой этап, на котором с поверхности заготовки удаляется основная часть припуска. Точность обработки соответствует 12-14 квалитету, а шероховатость поверхности превышает12,5 мкм.
Получистовой этап, на котором обработка поверхности выполняется по 10-11 квалитету, с шероховатостью 3,2 – 10 мкм.
Чистовой этап, на котором обработка поверхности выполняется по 7 – 9 квалитету, с шероховатостью 0,63 – 2,5 мкм.
Отделочный этап (тонкая обработка), на котором точность обработки повышается до 5-6 квалитета, с шероховатостью менее 1 мкм.
Приведенный перечень этапов является ориентировочным. В технической и учебной литературе можно встретить другие варианты, которые могут отличаться по показателям точности и шероховатости. Однако эти отличия, как правило, несущественные.
Если применяется один метод обработки поверхности, например точение, то все этапы выполняют на станках одной группы. Заданная точность и шероховатость обеспечивается выбором режимов резания, инструмента и приспособлений. Часто на определенном этапе изменяют метод обработки. Например, после точения применяют шлифование.
Размер производственной программы определяет тип и метод работы производства, чтооказывают существенное влияние на выбор технологического маршрута. В единичном и мелкосерийном производстве каждый вид обработки полностью производится на универсальных станках, размещенных на отдельных участках по групповому признаку. Каждая операция может содержать большое количество переходов, выполняемых на одном станке.
В крупносерийном и массовом производстве используют поточные методы. При формировании структуры технологического процесса применяется дифференциация и концентрация операций. В первом случае технологический процесс делят на простые операции, с малым количеством переходов, чаще не более одного, с использованием специальных станков. Во втором случае операции объединяют в более сложные операции, состоящие из большого числа переходов. Обработку ведут на станках автоматах, полуавтоматах и агрегатных станках.
|
|
|
При любом типе производства эффективным является использование станков с ЧПУ. Применение этих станков обеспечивает высокую точность и производительность. В то же время, при мелкосерийном производстве за счет гибких систем программирования и оснащения этих станков режущим инструментом можно быстро и дешево выполнить их настройку на выпуск новой продукции.
При разработке технологического маршрута следует также учитывать следующие рекомендации:
- первыми обрабатываются поверхности (базы), на которые заготовка устанавливается в приспособлении или на станке;
- на каждой последующей операции или переходе точность поверхности должна повышаться, а шероховатость уменьшаться;
- во вторую очередь обрабатываются поверхности, с которых удаляется наибольший припуск, что позволяет выявить внутренние дефекты материала заготовки, например раковины в отливках;
- в первую очередь обрабатываются наименее точные поверхности, а в последнюю очередь наиболее точные;
- если точная поверхность обработана раньше остальных менее точных, то следует осуществить контроль ее размеров и при необходимости обработать повторно;
- не рекомендуется совмещать черновой и чистовой этапы обработки на одном станке, например токарно-револьверном;
- если деталь подвергается закалке, то шлифование выполняется послетермообработки;
- при большом количестве операций или переходов с целью исключения брака рекомендуется вводить промежуточный контроль.
Этот перечень не является полным, т.к. не может охватить всего многообразия условий механической обработки изделий в машиностроении.
|
|
|
