Лекции ОТМС. Лекции, 6 часов самостоятельное изучение ) тема жизненный цикл изделий машиностроения и его технологическая со ставляющая. (2 Часа лекции) Введение
 Скачать 10.52 Mb.
|
|
При установке оправки на плавающий передний центр, в гильзу или патрон по упору 0 a ; 0 b При установке оправки на жесткий передний центр 0 b Ц a 1 D = 0; 2 D = 0 h = 0; b = Ц 0 a a B l K a C Окончание табл. 11.6 Базирование Схема установки Погрешность базирования По двум отверстиям на пальцах: при обработке верхней поверх- ности A B min h S 1 A B min h S 2 l l l 1 2 Примечание: Обозначения, используемые в табл. 11.6: l – смещение оси отверстия относительно оси внешней поверхности; D – допуск на диаметр внешней поверхности; S min – минимальный гарантийный зазор; B – допуск на размер оправки; A – допуск на размер базового отверстия. Формулы и указания к расчету припусков на механическую обработку и предельных размеров Расчетные структурные формулы для определения минимального промежуточного припуска на обработку: припуск на сторону при последовательной обработке противоположных или отдельно расположенных поверхностей уi i i Z min i ε ρ T R Z i 1 1 1 ; припуск на две стороны при параллельной обработке противолежащих поверхностей уi i i Z min i ε ρ T R Z i 1 1 1 2 2 ; припуск на диаметр при обработке наружных или внутренних поверхностей вращения 2 2 1 1 1 2 2 уi i i Z min i ε ρ T R Z i На основе приведенных общих структурных формул могут быть получены частные расчетные формулы для конкретных случаев обработки (табл. 11.7). В этих формулах в зависимости от условий выполнения операции исключают те или иные составляющие. Таблица 11.7 Определение припуска при различных видах обработки Вид обработки Расчетная формула Последовательная обработка противоположных или отдельно расположенных поверхностей i ε ρ T R Z i i i Z min i 1 1 1 Параллельная обработка противоположных плоскостей ) ( 2 2 1 1 1 i ε ρ T R Z i i i Z min i Обработка наружных или внутренних поверхностей вращения ) ( 2 2 2 2 1 1 1 i - i i i Z min i ε ρ T R Z Обтачивания цилиндрической поверхности заготовки, установленной в центрах; бесцентровое шлифование ) ( 2 2 1 1 1 i i i Z min i ρ T R Z Развертывание плавающей разверткой, протягивание отверстий ) ( 2 2 1 1 i i Z min i T R Z Суперфиниш, полирование и раскатка (обкатка) 1 2 2 i Z min i R Z Обработка лезвийным или абразивным инструментом без выдерживания размера черновой поверхности 1 1 1 25 , i δ i i Z d 0 T R Z Шлифование после термообработки: а) при наличии б) при отсутствии а) i i i Z min i ε ρ R Z 1 1 ) ( 2 2 1 1 i i i Z min i ε ρ R Z б) 1 1 i i Z min i ρ R Z ) ( 2 2 1 1 i i Z min i ρ R Z Примечание. ε ρ ε ρ i i i 1 i 4 , 0 96 , 0 1 2 2 при ε ρ i i 1 ; ρ ε ρ i i i 1 2 2 1 при ρ i 1 ≤ ε i 4 ; ε ρ ε ρ i i i i 96 , 0 4 , 0 1 2 2 1 при ε ρ i i 1 ; ε ε ρ i i i 2 2 1 при ε ρ i i 4 1 Расчетный припуск не должен быть меньше той глубины резания, при которой работа нормально заточенной режущей кромки инструмента становится неустойчивой. Например, острозаточенный резец может снимать стружку толщиной около 5 мкм, при затуплении кромки 10–20 мкм. Рис. 11.28. Схема для расчёта промежуточных размеров заготовок При обработке за один рабочий ход на предварительно настроенных происходит копирование. Оно заключается в том, что при обработке заготовки с наименьшим предельным размером min i a 1 (рис. 11.28.). Выдерживаемый размер min i a также получается наименьшим, а при обработке заготовки с наибольшим размером min i a 1 выдерживаемый размер max i a получается наибольшим. В этих условиях: минимальный припуск min i min i min i a a Z 1 , максимальный припуск max i max i max i a a Z 1 , где max i a 1 и min i a 1 – предельные размеры, полученные в партии заготовок на предшествующем технологическом переходе; max i a и min i a – предельные размеры, полученные в партии заготовок на выполненном технологическом переходе. Учитывая, что 1 1 1 i min i max i δ a a , i min i max i δ a a , получим формулу для расчета максимального припуска на обработку i i min i max i δ δ Z Z 1 , припуск на диаметр при обработке поверхностей вращения Di Di min i max i δ δ Z Z 1 2 2 , где: 1 i и 1 Di δ – допуск по размеру на предшествующем переходе; i и Di – допуск по размеру на выполняемом переходе. Общий припуск на обработку равен сумме промежуточных припусков по всем технологическим переходам процесса обработки от черновой заготовки до готовой детали: n i i Z Z 1 0 Пример схемы расположения промежуточных припусков и допусков на промежуточные и исходные размеры заготовки при обработке плоской поверхности приведена на рис. 2.2, при обработке наружной и внутренней поверхности вращения на рис. 2.3 и 2.4. Обработку производят по маршруту черновое и чистовое фрезерование в первом случае, черновое и чистовое точение во втором, черновое и чистовое растачивание в третьем. Исходными данными при построении схемы являются размеры заданные чертежом min a 2 и max D 2 Приведенные схемы характерны при обработке на предварительно настроенных станках. Особенности построения схем расположения полей припусков и допусков рассмотрены в работе [3]. Номинальный припуск на обработку поверхностей: наружных i i min i ном i H H Z Z 1 , Di Di min i ном i H H Z Z 1 2 2 ; внутренних i i min i ном i B B Z Z 1 , Di Di min i ном i B B Z Z 1 2 2 , где H i-1 , H Di-1 , H i , H Di – нижние отклонения по размерам соответственно на предшествующем и выполняемом переходах; B i-1 , B i , B Di-1 , B Di – верхние отклонения по размерам соответственно на предшествующем и выполняемом переходах. Значения номинальных припусков необходимы для определения номинальных размеров заготовок, по которым изготовляют технологическую оснастку (штампы, пресс-формы, модели, приспособления и т. д.). Z 2 m i n Z 1 m i n Z 0 m i n d з а г d 1 d 2 a 2 m i n a 2 m a x a 1 m i n a 1 m a x a з а г m i n a з а г m a x Рис. 11.29. Схема расположения промежуточных припусков и межпереходных размеров при обработке наружной плоской поверхности Z 2 m i n Z 1 m i n Z 0 m i n d з а г d 1 d 2 d 2 m i n d 2 m a x d 1 m i n d 1 m a x d з а г m i n d з а г m a x Рис. 11.30. Схема расположения промежуточных припусков и межпереходных размеров при обработке наружной цилиндрической поверхности Z 2 m i n Z 1 m i n Z 0 m i n d з а г d 1 d 2 D з а г m i n D з а г m a x D 1 m i n D 1 m a x D 2 m i n D 2 m a x Рис. 11.31. Схема расположения промежуточных припусков и межпереходных размеров при обработке внутренней поверхности Следует помнить, что полученные в результате расчета общие припуски и размеры заготовки необходимо корректировать с учетом следующих дополнений: для отливок назначают необходимые по технологии литья напуски, упрощающие конфигурацию заготовки и сглаживающие местные углубления, переходы и уступы, проверяют радиусы литых галтелей и линии переходов при изменении сечений отливок; для поковок, изготовляемых ковкой и штамповкой назначают технологические напуски для крепления заготовки при термической обработке, взятии проб для физико-механических испытаний, а также для упрощения конфигурации заготовки, назначают радиусы закруглений или размеры фаски в соответствии с размерами заготовки. Для заготовок из проката общий припуск корректируют в зависимости от выбранного по сортаменту наименьшего диаметра прутка. Порядок расчёта припусков на обработку и предельных размеров Расчёт припусков на обработку и предельных размеров принято оформлять в виде расчётной карты (см. пример). Рассмотрим порядок расчёта припусков на обработку и предельных размеров по технологическим переходам для наружных (внутренних) поверхностей. 1. Используя рабочий чертёж детали и карту технологического процесса механической обработки, записать в расчётную карту размер обрабатываемой элементарной поверхности заготовки и все технологические переходы в порядке последовательности их выполнения при обработке рассматриваемой элементарной поверхности. 2. Записать значения R Z , T, , у и допусков по всем переходам. Значение допуска для конечного перехода берётся по чертежу, для переходов связанных с механической обработкой можно назначить по справочным таблицам. 3. Рассчитать минимальные припуски на обработку по всем технологическим переходам. 4. Для конечного перехода в графу "Расчётный размер" записать наименьший (наибольший) предельный размер детали по чертежу. 5. Для перехода, предшествующего конечному, рассчитать размер прибавлением к наименьшему предельному размеру (вычитанием из наибольшего предельного размера) по чертежу расчётного припуска. 6. Последовательно определить расчётные размеры для каждого предшествующего перехода прибавлением к расчётному размеру (вычитанием из расчётного размера) следующего за ним смежного перехода расчётного припуска. 7. Записать наименьшие (наибольшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их увеличением (уменьшением) расчётных размеров, округление производить до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода. 8. Определить наибольшие (наименьшие) предельные размеры прибавлением (вычитанием) допуска к наименьшему (из наибольшего) предельному размеру. 9. Записать предельные значения припусков, наибольший припуск как разность наибольших (наименьших) предельных размеров и наименьший припуск как разность наименьших (наибольших) предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов (выполняемого и предшествующего переходов). 10. Определить общие припуски Z 0max и Z 0min . 11. Проверить правильность произведенных расчетов по формулам: , Di Di min i max i Z Z 1 2 2 , d З min max Z Z 0 0 , Dd DЗ min max Z Z 0 0 2 2 12. Произвести корректировку полученных общих припусков и размеров заготовки. Расчёт припусков на обработку индивидуальных заготовок (особенно в тяжелом машиностроении) имеет некоторую специфику. Завышенные припуски при обработке крупных деталей вызывают большие потери металла в стружку и увеличение длительности обработки. В то же время в этом случае недопустим брак из-за недостаточных припусков. Расчёт припусков в данных условиях основан на принципах, изложенных ранее. Однако следует учитывать индивидуальные особенности процессов выполнения заготовки и последующей механической обработки. Обработку индивидуальных заготовок ведут после их выверки на станке. Под погрешностью установки в расчётной формуле нужно понимать погрешность выверки; её величину назначают в зависимости от метода выверки. У заготовок , получаемых ковкой, пространственными отклонениями являются общая и местная изогнутость, несоосность ступеней валов, несоосность наружной поверхности и отверстия дисков, колец и муфт. У i i min i max i Z Z 1 отливок пространственные отклонения в основном зависят от смещёния стержней, образующих отверстия и внутренние поверхности заготовок. Для заготовок из проката основными видами пространственных отклонений являются погрешности зацентровки и изогнутость. В некоторых случаях приходится обрабатывать частично или полностью собранные части машин (растачивать разъёмные корпусы редукторов, отверстия в большой головке шатуна и пр.) При расчёте припусков на эти операции нужно учитывать возможные смещения собранных деталей относительно друг друга, что увеличивает припуски на совместную обработку. Величина этих смещений должна выявляться с учётом погрешностей предшествующей механической обработки и сборки. Рассмотренный расчётно-аналитический метод определения припусков и промежуточных размеров заготовки по технологическим переходам применяют в условиях массового, средне- и крупносерийного производства. Его целесообразно применять и в тяжёлом машиностроении даже при единичном изготовлении крупных деталей. Этот метод обеспечивает значительную экономию металла, снижает трудоёмкость и себестоимость обработки. Промежуточные и общие припуски устанавливают по нормативным таблицам (опытно-статический метод) в условиях единичного и мелкосерийного производства при изготовлении небольших и сравнительно дешёвых деталей. В этих условиях расчётно-аналитический метод обычно не используется, так как в данном случае разрабатывается только маршрутный технологический процесс. Выбор режимов обработки заготовки Выбор режимов обусловлен необходимостью обеспечения требуемого качества изготовляемых деталей при максимальном уровне производительности и минимальной себестоимости процесса обработки. При назначении режимов следует учитывать требования к качеству детали, свойства материала заготовки; свойства материала и геометрические параметры режущей части инструмента; возможности выбранного технологического оборудования. Производительность процесса обработки зависит от глубины, скорости резания и подачи. Глубину резания устанавливают исходя из условий задачи, решаемой на данном переходе, она зависит в основном от припуска на обработку, но при этом необходимо учитывать мощность и жесткость технологической системы, а также свойства используемого инструмента. Припуск под обработку заготовки на каждом переходе рассчитывают или берут из нормативов. Если припуск превышает предельное значение для данной технологической системы, то его удаляют за несколько ходов. Скорость резания, допускаемая требованиями к качеству деталей, может быть ограничена периодом стойкости режущего инструмента. В основе выбора стойкости режущего инструмента лежат экономические соображения: стоимость инструмента, плановая норма сменной потребности в инструменте, затраты времени на замену износившегося инструмента и т.п. Эти факторы учитывают применительно к конкретным условиям. Например, при многоинструментальной обработке скорость резания выбирают с расчетом обеспечить работу инструментов на протяжении относительно длительного времени. В противном случае частые замены инструментов привели бы к большим простоям оборудования и потере производительности процесса обработки. Выбор значения подачи связан с требованиями к качеству изготовляемой детали, со свойствами способа обработки, используемого инструмента и материала заготовки. При предварительной (черновой) обработке выбирают большую подачу исходя из жесткости и прочности технологической системы, мощности привода станка, прочности инструмента. При окончательной (чистовой) обработке сдерживающими факторами в выборе подачи являются требования к качеству поверхностных слоев детали и ее геометрической точности. В различных производственных условиях выбор режимов обработки нередко приходится ставить в зависимость от конкретных обстоятельств. Таковые могут возникнуть при необходимости обеспечить: максимальную производительность дорогостоящего оборудования и оборудования, сдерживающего в цехе выполнение производственной программы, или при выполнении срочного заказа; максимальную стойкость дорогостоящего инструмента или инструментов на агрегатных станках и автоматических линиях, чтобы уменьшить их простои, связанные с заменой износившихся инструментов; максимальный путь резания за период стойкости инструмента, что характерно для обработки поверхностей большой протяженности у крупногабаритных деталей или в случаях острого дефицита инструмента и др. Формирование операций из переходов, выбор оборудования и нормирование Факторы, влияющие на формирование операций, можно подразделить на три группы. К первой группе относятся факторы, от которых зависит обеспечение качества детали. Вторую группу составляют факторы, определяющие физическую возможность объединения переходов в операцию. К третьей группе относятся организационно-экономические факторы. К первой группе факторов, побуждающих разделение, или, наоборот, объединение переходов, относится необходимость: членения технологического процесса на отдельные этапы: предварительную и окончательную обработку, выполнение которых необходимо на отдельных операциях; смены технологических баз; выполнение обработки нескольких поверхностей с одной установки заготовки с целью исключить влияние погрешности установки заготовки на точность относительного положения обрабатываемых поверхностей; выделения в самостоятельные операции переходов, связанных с достижением особо высокой точности отдельных поверхностей детали и выполняемых способами, специально предназначенными для этого, и т.п. К факторам второй группы можно отнести следующие: невозможность объединения в операцию процессов обработки, отличающихся своей физической сущностью; например термическая, электроэрозионная обработка, сварка и др. не могут быть совмещены с механической обработкой; свободный доступ к различным поверхностям при обработке заготовки; например, при изготовлении корпусных деталей обработка заготовки со стороны поверхностей, используемых в качестве технологических баз, оказывается, за редким исключением, недоступной. Существенное влияние на формирование операций оказывает группа факторов организационно-экономического характера. Первым, что должно быть принято во внимание, это тип производства и избранная форма организации производственного процесса. В массовом и крупносерийном, т.е. поточном производстве, формирование операций подчинено требованию: их длительность должна быть равной или кратной такту выпуска изделий. При изготовлении одинаковых деталей в больших объемах экономично использовать наиболее производительное оборудование (автоматы, агрегатные станки, автоматические линии), позволяющее обрабатывать заготовку с максимальной концентрацией переходов в одной операции. На технологически замкнутых участках серийного производства применяют групповую обработку заготовок в целях наибольшей загрузки производительного оборудования. В этих случаях операции формируют путем включения в них переходов, с помощью которых решаются аналогичные задачи у разных деталей, отнесенных к одной группе. В мелкосерийном и единичном производстве, где оборудование расставляют на участках по принципу общности его служебного назначения, в операцию обычно сводится максимальное число переходов, которые могут быть выполнены на одном рабочем месте с максимальным использованием технологических возможностей имеющегося на нем оборудования. Тем самым достигается наиболее полная загрузка оборудования и сокращаются пути транспортирования заготовок. Оформление документации Разработанный технологический процесс оформляют документально в соответствии с требованиями ЕСТД. В зависимости от объема выпуска изделий документация имеет различные формы. Ею могут быть маршрутная и операционная карты, карта эскизов и др. Назначение технологической документации заключается в том, чтобы дать исчерпывающую информацию исполнителям о строении технологического процесса, оборудовании, инструментах, режимах обработки, трудоемкости операций, разрядах работ и их расценках. Технологические карты, ведомости оснастки, комплектовочные карты и пр. являются оперативными документами в планировании и управлении производством. Одновременно с разработкой технологического процесса разрабатывают технические задания на проектирование специального оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, штампов. Техническое задание должно содержать подробное описание служебного назначения объекта проектирования. Например, в задании на проектирование станочного приспособления должны быть указаны обрабатываемые поверхности и применяемый способ обработки, выдерживаемые размеры и допуски, ограничивающие их отклонения, схема базирования и закрепления заготовки. В дополнение к этому должны быть приведены сведения о виде, размерах и точности заготовки, об исполнительных поверхностях станка, на которые можно устанавливать приспособление, о типе силового привода в приспособлении, об используемых инструментах, о допустимых затратах времени на установку и съем заготовки. |