Технология машиностроения. Курс лекций для студентов III курса направления подготовки 35. 03. 06 Агроинженерия В. В. Чекмарев фгбоу во Саратовский гау
 Скачать 1.3 Mb.
|
|
5.3. Выбор метода окончательной обработки и контроль качества обработанной поверхности Метод окончательной обработки зависит от технических требований, предъявляемых к готовой детали (точность размеров, шероховатость поверхности, допускаемые отклонения формы и взаимного расположения поверхностей, твердость поверхностей). С учетом этих требований окончательным методом обработки может быть черновая, чистовая или финишная обработка. Таблица 1. Экономические точность и шероховатость поверхности при различных видах обработки Вид обработки Квалитеты точности обработки Шероховатость поверхности, мкм Обтачивание: черновое 14-12 Rz =160-80 получистовое 13—11 Rz=80-20 чистовое 10—8 Rz=40—10 тонкое 8—6 Ra= 1,25—0,63 Растачивание: черновое 13-11 Rz=80—40 чистовое 10—8 Rz=20-10 тонкое 8-6 Ra=l,25—0,63 Фрезерование: черновое 13—11 Rz =80— 40 чистовое 10-8 Ra=1,25 Сверление 13—11 Rz=80—40 Зенкерование 11—10 Rz=40-20 Развертывание: черновое 10—8 Ra=2,5 чистовое 8—7 Ra= 1,25-0,63 Протягивание: черновое 11—10 Ra=2,5 чистовое 9-7 Ra= 1,25—0,63 Шлифование: черновое 10—8 Ra=2,5—1,25 чистовое 8-6 Ra= 1,25—0,63 Хонингование: черновое 9-7 Ra=2,5—0,63 чистовое 7-6 Ra=0,63—0,08 Суперфиниширование 6-5 Ra=0,63—0,16 Притирка 7—5 Ra=0,63—0,04 Полирование 7—5 Ra=0,63-0,02 Обкатывание, алмазное выглаживание 9—6 Ra=1,25—0,16 34 Черновой обработкой (точение, сверление, фрезерование) заканчивается изготовление поверхностей с шероховатостью Rz=80—20 мкм и точностью обработки по 11—14 квалитетам. Чистовая обработка (точение, фрезерование, зенкерование, развертывание, шлифование) применяется для получения поверхности с шероховатостью Ra от 2,5 до 0,8 мкм при 6—9 квалитетах точности. При повышенных требованиях к точности и шероховатости поверхности после чистовой обработки выполняются финишные операции (тонкое шлифование, суперфиниширование, хонингование, полирование, притирка, выглаживание, накатывание и раскатывание). Выбор метода окончательной обработки зависит также от размеров и формы детали. Некоторые данные по выбору метода обработки приведены в таблице 1. Контроль качества обработанной поверхности состоит из проверки шероховатости, твердости, отсутствия дефектов в виде микротрещин, прижогов и проверки отклонений формы и расположения поверхностей. Шероховатость поверхности в производственных условиях проверяется сравнением с образцами шероховатости, обработанными тем же методом или при помощи специальных приборов. Твердость поверхности определяется твердомерами или приборами ПМТ (для измерения микротвердости). Ответственные детали подвергаются контролю на отсутствие микротрещин, для чего используются методы магнитной, цветной или люминесцентной дефектоскопии. Контроль отклонений формы и расположения поверхностей осуществляется поэлементно с использованием универсальных измерительных средств (индикаторные головки, микрометры, щупы, поверочные линейки) и приспособлений (призмы, центры, цилиндрические контрольные оправки и скалки). Кроме того, могут быть использованы калибры и шаблоны. Во многих случаях контролируемые параметры проверяются выборочно с учетом технологии применяемой обработки. Вопросы для самоконтроля 1. Чем можно охарактеризовать качество? 2. Как влияет СОЖ на шероховатость поверхности? 3. Чем осуществляется контроль взаимного расположения поверхностей? Список литературы Основная 2. Базров, Б.М. Основы технологии машиностроения : учебник / Б. М. Базров. - 2-е изд. - М. : Машиностроение, 2007. - 736 с. : ил. - (В для вузов). - ISBN 978-5-217-03374-4 Дополнительная 4. Некрасов, С.С. Технология сельскохозяйственного машиностроения. Общий и спец. курсы : учебник / С. С. Некрасов, И. Л. Приходько, Л. Г. Баграмов. - М. : КолосС, 2005. - 360 с. : ил. - (Учебники и учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений). - ISBN 5-9532-0148-6 5. Горбацевич, А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. / А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред.- Минск : Высшая школа, 1983. 6. Ансеров, М.А. Приспособления для металлорежущих станков / М.А. Ансеров.- М. «Машиностроение, 1960. 35 Лекция №6 Проектирование технологических процессов механической обработки и основы технического нормирования 6.1. Методы построения технологических процессов Основными задачами проектирования технологического процесса механической обработки являются установление методов и средств обработки с целью изготовления деталей соответствующего качества, удовлетворяющих требованиям чертежа и технических условий, при минимальных затратах и в установленные сроки. Таким образом, должны быть соблюдены как технический, так и экономический принципы. Для оптимального решения разрабатываются различные варианты технологических процессов, из которых выбирается наиболее производительный и экономичный. Технологические процессы разрабатываются при организации новых и реконструкции старых заводов и цехов, а также при получении заказов на производство новых изделий на существующих предприятиях. При проектировании нового предприятия технологический процесс является основой для разработки проекта, приобретения оборудования, определения производственных площадей, количества и квалификации рабочих, назначения транспортных средств, установления себестоимости продукции и решения других технико-экономических и организационных вопросов. При реконструкции предприятия на основе технологического процесса определяются возможность использования уже имеющегося оборудования, потребность в приобретении нового, необходимость изменения производственных площадей, состава рабочих и производится расчет технико-экономических показателей. При подготовке к выполнению новых заказов по данным технологической документации устанавливаются: оборудование, подлежащее использованию, его загрузка, специальности и квалификация рабочих, необходимая оснастка, себестоимость изделий и т. д. Разработанные технологические процессы являются исходными материалом для календарного и оперативного планирования, технического контроля, организации снабжения, ведения инструментального хозяйства, загрузки транспортных средств. Данные технологического процесса используются для уточнения типа производства, определения размеров партий, метода изготовления заготовок, уточнения технических условий на их изготовление, определения такта выпуска изделий. Технологические процессы разрабатываются отдельно на изготовление заготовок, механическую и термическую обработку, сборку узлов и машин, включая обкатку, окраску и испытания. В зависимости от стадии разработки конструкторской и технологической документации различают проектный технологический процесс, выполняемый по предварительному проекту технологической документации, и рабочий, выполняемый по рабочей технологической и конструкторской документации. Метод организации технологического процесса может быть единичным или типовым. По степени детализации разработки различают маршрутную, подетальную и операционную технологическую документацию. При разработке технологических процессов придерживаются принципа концентрации либо дифференциации операций. В первом случае в одну операцию 36 включается возможно больший объем обработки; применяются станки со сложной настройкой, большим числом инструментов и приспособлений, многошпиндельные и многопозиционные станки. Во втором случае операции содержат простые и легко выполнимые работы с небольшим количеством технологических переходов; число операций, станков и рабочих мест при этом увеличивается. Применение принципа концентрации операций позволяет осуществлять большой объем работ и выпуск большого количества продукции при использовании малых производственных площадей и при небольшом числе рабочих. Однако настройка станков и управление ими при этом усложняются. Требуются высококвалифицированные рабочие и хорошо организованное инструментальное хозяйство. Применение принципа дифференциации операций дает возможность выполнения работы на простом оборудовании, при использовании рабочих низких квалификаций, но требует больших производственных площадей и большого числа рабочих. При проектировании технологических процессов в единичном и мелкосерийном производстве рекомендуется следующее: 1. применять заготовки с минимальными припусками; 2. применять скоростное и силовое резание с целью интенсификации процесса обработки; 3. использовать установочные и зажимные приспособления, позволяющие сократить вспомогательное время; 4. стремиться к максимальному сокращению обработки и сборки путем использования станочного оборудования; 5. применять групповую настройку станков, использовать переменно-поточные и групповые поточные линии; 6. организовать обработку деталей на предметно-замкнутых участках. При проектировании технологических процессов в крупносерийном и массовом производстве рекомендуется: 1. с учетом конструкции, размеров и материала деталей выбирать наиболее высокопроизводительный метод изготовления заготовки (горячая штамповка, изготовление на горизонтально-ковочных машинах, отливка в оболочковые формы, отливка под давлением и др.); 2. использовать принцип концентрации операций; 3. вести обработку одновременно несколькими инструментами на револьверных и агрегатных станках, многорезцовых полуавтоматах и многошпиндельных автоматах; 4. применять высокопроизводительный многолезвийный инструмент, оснащенный пластинками твердых сплавов; 5. использовать такие прогрессивные методы обработки, как протягивание, бесцентровое шлифование, накатывание резьбы, раскатывание отверстий и т.д.; 6. оснащать станки быстродействующими приспособлениями с пневматическими и гидравлическими зажимами, использовать многоместные приспособления; 7. стремиться к всемерной механизации слесарно-сборочных работ; 8. широко применять поточные и автоматические линии; 9. автоматизировать контроль размеров деталей на всех операциях технологического процесса. 37 6.2. Конструктивно-технологическая классификация деталей Для совершенствования методов разработки технологических процессов, типизации процесов, оборудования и оснастки детали машин группируются по конструктивно- технологическим признакам и подразделяются на классы. Классификация деталей позволяет свести их к определенному числу групп, для которых разрабатывается минимальное количество технологических процессов, причем представляется возможным широко использовать типовые технологические процессы. Основоположником методов типизации технологических процессов и конструкторско-технологической классификации деталей является профессор А. П. Соколовский. Он предложил все детали разбить на 15 классов, которые, в свою очередь, разделить на подклассы, группы, подгруппы и виды. Внутри класса детали дифференцируются до такой степени, пока не окажутся настолько сходными, что на них может быть разработан типовой технологический процесс. В различных отраслях машиностроения можно применять и другую классификацию деталей, учитывающую особенности номенклатуры выпускаемых изделий. В сельскохозяйственном машиностроении целесообразно использовать классификацию, предложенную профессором Ф.С. Демьянюком. Она содержит следующие шесть классов: круглые стержни, полые цилиндры, диски, корпусные детали, некруглые стержни и крепежные детали. В каждый из классов входят характерные типы деталей. Например, класс «круглые стержни» включает валы гладкие и ступенчатые, коленчатые, кулачковые, эксцентриковые, с фланцами, шестернями, фасонными поверхностями, оси, пальцы и др. 6.3. Типизация технологических процессов и групповые наладки станков Принцип типизации технологических процессов заключается в том, что на группу однотипных по конструктивно-технологическим признакам деталей (валы, шестерни и т.п.) разрабатывается один общий технологический процесс. Карта типового технологического процесса предусматривает соответствующие отличия в оснастке и нормах времени для каждой детали, входящей в рассматриваемую группу. Типизация технологических процессов создает предпосылки для ускорения их разработки вплоть до автоматизации с применением вычислительной техники; при этом сокращаются объем разработки и количество технологических документов. Типизация дает возможность специализировать оборудование для выполнения узкого круга технологических операций, сократить номенклатуру применяемой технологической оснастки и уменьшить затраты на ее изготовление. Упрощается и организация работ по изготовлению деталей, создается возможность организации отдельных специализированных производств (цехов, заводов, комбинатов). Основой для разработки типового технологического маршрута является «типовой представитель» группы деталей, обладающий наиболее характерными конструктивно- технологическими признаками, обработка которого требует наибольшего числа основных и вспомогательных операций, характерных для этой группы. Типовой технологический маршрут может быть использован при всех типах и формах организации производства. Метод групповой наладки станков при обработке типовых деталей является одним из методов реализации типовых технологических процессов. Он предусматривает разработку одного технологического процесса и общей оснастки для группы деталей с 38 целью обработки их на одном и том же оборудовании. При группировании деталей, имеющих конструктивное и технологическое сходство, за основу принимается условная (либо реальная) комплексная деталь, которая содержит все геометрические элементы и поверхности, встречающиеся в деталях данной группы. Каждый станок настраивается с учетом необходимости обработки всех деталей группы. При обработке одной партии деталей часть инструментов, установленных на станке, не используется и вводится в действие при обработке партии других деталей группы. Таким путем сокращается время на перенастройку станка при переходе с партии одних деталей на партию других. Метод групповой наладки станков экономически целесообразно применить в серийном производстве, когда на станке обрабатываются партии различных деталей. В массовом производстве на станке обрабатываются одна-три детали, и длительное время нет необходимости его перенастраивать. В мелкосерийном производстве, когда партии деталей не повторяются, применение групповой наладки станков нецелесообразно. 6.4. Основы технического нормирования. Техническая норма времени и ее составляющие элементы Задача технического нормирования — установление технически обоснованных норм времени на выполнение технологических операций. Технические нормы времени должны иметь прогрессивный характер, предусматривать рациональное использование оборудования и оснастки, применение высокопроизводительных режимов резания и приемов труда. Технически обоснованные нормы времени способствуют повышению производительности труда и улучшению организации производства. Норма штучного времени, т. е. времени, необходимого для обработки детали на данной технологической операции, определяется по формуле где t 0 —основное технологическое время, затрачиваемое непосредственно на резание; tв —вспомогательное время, затрачиваемое на установку, закрепление и снятие заготовки и на действия, связанные с обеспечением выполнения работ в течение перехода: подвод и отвод инструмента или заготовки, смену инструмента, управление станком, производство измерений; t oб — время на организационное и техническое обслуживание рабочего места; t oт — время на перерывы в работе для отдыха и личных надобностей. В норме штучного времени объединяют следующие элементы: t o +t в =t oп — оперативное время; t об +t от = t доп — дополнительное время. Дополнительное время определяется в процентах от оперативного: где К Д — число процентов, оценивающее долю дополнительного времени. В тех случаях, когда в связи со сменой работы необходимо ознакомиться с новыми чертежами, технологическими картами, получить инструмент, приспособления, произвести переналадку станка, принять участие в производственном инструктаже на рабочем месте и по завершении обработки сдать технологическую оснастку и обработанные заготовки (единичное и мелкосерийное производства), на партию 39 деталей для этой цели выделяется подготовительно-заключительное время t пз , а оплата стоимости технологической операции производится исходя из штучно- калькуляционного времени t шк определяемого по формуле где N— число деталей в обрабатываемой партии. На основании нормы времени определяется норма выработки, представляющая собой число деталей, которое должно быть обработано в единицу времени. Различают норму выработки в час и норму выработки в смену, которые определяются по формулам где Т см — продолжительность рабочей смены в часах. В купносерийном и массовом производствах широкое применение находит многоинструментная обработка, которая способствует высокой производительности труда. Особенности ее заключаются в том, что режимы резания могут ограничивать жесткость заготовки и Что необходимо обеспечить достаточно большой период стойкости всего режущего инструмента. При определении нормы времени для многоинструментальной обработки основное технологическое время рассчитывается по времени рабочего хода лимитирующего суппорта. При многостаночной работе, когда обработка ведется одновременно на нескольких станках, учитывается суммарное неперекрывающееся время в течение одного цикла многостаночной работы. Циклом многостаночной работы называется период времени, в течение которого выполняются периодически повторяющиеся работы на всех станках, обслуживаемых одним рабочим. Если на каждом станке обрабатывается по одной заготовке, то в течение цикла изготовляется количество деталей, равное числу обслуживаемых станков. Расчет нормы времени производится на основании данных предварительно построенной циклограммы многостаночной работы, в которой последовательно указывается чередование основного и вспомогательного времени (перекрываемого и неперекрываемого) на каждом из работающих станков. |