Основы технологии машиностроения комплекс учебнометодических материалов
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
2.2 Основные методы обработки типовых поверхностей деталей машин Основные понятия о методах и способах обработки поверхностей деталей машин. Основные сведения о классификации деталей в машиностроении. Понятие о видах поверхностей деталей машин. Понятие о методе обработки. Классификация методов обработки поверхностей деталей. Методы обработки поверхностей резанием. Способы обработки поверхностей. Качественная и точностная характеристики поверхностей. Точность и шероховатость цилиндрических поверхностей. Точность и качество плоских поверхностей. Точность и качество резьбовых поверхностей. Точность и качество зубчатых поверхностей. Точность и качество шлицевых и шпоночных поверхностей. Точность и качество поверхностей после упрочняющей обработки, после других немеханических методов обработки. Связь точности и шероховатости поверхности. Основные положения при формировании обработки по этапам. Основные положения по выбору метода обработки поверхности. Планы обработки поверхностей деталей [1, 2, 5, 6, 9]. Обработка наружных цилиндрических поверхностей. Наружные цилиндрические поверхности – основные поверхности деталей типа валы. Основные базы для обработки наружных цилиндрических поверхностей на деталях типа валы. Методы обработки. Точение поверхностей. Способы обработки точением: обтачивание на универсальных станках, с применением гидросуппортов, гидрокопировальных, револьверных, многорезцовых станках. Точение черновое, получистовое, чистовое, повышенной точности, высокой точности и особо высокой точности. Обработка фасонных поверхностей (фасонным инструментом, по копиру, на станках с ЧПУ). Шлифование поверхностей. Способы шлифования. Шлифование с продольной и поперечной подачами. Шлифование в центрах и бесцентровое шлифование. Бесцентровое шлифование методом врезания и на проход. Скоростное и силовое шлифование. Выбор характеристики шлифовального круга. Дефекты шлифования – прижоги и трещины. Погрешности базирования при обточке и шлифовании валов и пути их устранения. Обработка суперфинишированием. Подготовка поверхностей под операцию. Особенность процесса. Притирка цилиндрических поверхностей. Притирка шаржирующимся и нешаржирующимся абразивом. Материал притиров. Ручная и машинная притирка. Полирование поверхностей. По каждому методу обработки следует указать: схему обработки, рабочие движения, инструмент, станки, экономическую точность, шероховатость поверхности, уровень выбираемых режимов резания, область целесообразного применения [2, 4, 8]. Обработка внутренних цилиндрических поверхностей. Внутренние цилиндрические поверхности – основные поверхности деталей типа втулок и дисков. Основные базы для обработки внутренних цилиндрических поверхностей на деталях типа втулок и дисков. Основные методы обработки. Сверление. Обработка отверстий в сплошном материале и предварительно отлитых или прошитых. Погрешности при сверлении - разбивка по диаметру и увод оси отверстия. Методы борьбы с указанными дефектами. Сверление отверстий в деталях типа «корпус». Обработка отверстий по разметке, координатному методу, по координатным шаблонам, с применением кондукторов. Раскатывание отверстий. Алмазное выглаживание. Зенкерование и развертывание отверстий. Инструменты при развертывании и зенкеровании. Скоростное сверление, зенкерование и развертывание. Протягивание отверстий: свободное и координатное. Базирование. Влияние погрешностей заготовки на точность протянутых отверстий. Растачивание отверстий. Область применения. Алмазное растачивание. Подготовка отверстий под точное растачивание. Обрабатываемость черных и цветных металлов. Обработка отверстий шлифованием. Шлифование во вращающейся и неподвижной детали. Обработка отверстий хонингованием. Обрабатываемые материалы. По каждому методу обработки указывать: схему обработки, рабочие движения, инструмент, станки, экономическую точность, шероховатость, поверхности, уровень выбираемых режимов резания, область целесообразного применения [2, 4, 8]. Обработка плоских поверхностей. Плоские поверхности – основные поверхности деталей типа «корпус». Основные базы для обработки плоских поверхностей на деталях типа «корпус». Основные методы обработки. Строгание. Способы обработки. Фрезерование. Способы обработки. Попутное и встречное фрезерование. Шлифование. Шлифование периферией круга и торцом круга. Особенности шлифования плоскостей. Протягивание плоскостей, базирование [2, 4, 8]. Обработка резьбовых поверхностей. Виды резьбовых поверхностей. Способы нарезания резьб: метчиками, плашками, резцами, резьбонарезными головками, дисковыми и гребенчатыми фрезами, вихревым способом. Накатывание резьб плашками и роликами. Шлифование резьбы дисковыми однониточными и многониточными кругами. Шлифование резьбы на бесцентрово-шлифовальных станках. По каждому методу изготовления резьбы указывается оборудование, инструмент, режимы обработки, точность, шероховатость, область целесообразного применения [2, 4, 5, 6, 8, 9]. Обработка цилиндрических и конических зубчатых поверхностей. Цилиндрические зубчатые поверхности. Основные методы нарезания зубьев. Метод копирования. Нарезание модульными дисковыми и концевыми фрезами, строгание зубьев, протягивание зубьев. Метод обкатывания. Нарезание зубьев червячной фрезой, долбяком, модульной рейкой. Применение при нарезании зубьев радиального врезания, многозаходных фрез, осевой передвижки фрез, применение фрез, оснащенных твердым сплавом, применение остро заточенных фрез. Изготовление зубьев методом зуботочения, обкатного зубопротягивания, накатыванием. Автоматизация пресса зубонарезания. Достоинства, недостатки, производительность, точность и область применения указанных методов. Зубозакругление. Способы обработки. Шевингование зубьев. Схемы обработки. Производительность и точность. Получение бочкообразной формы зубьев. Абразивное хонингование. Прикатка зубьев. Шлифование зубьев закаленных колес. Изготовление конических зубчатых поверхностей. Типы конических зубчатых поверхностей: с прямым и криволинейным зубом. Черновое и чистовое нарезание зубьев с прямым зубом: фрезерование дисковыми фрезами, строгание резцами, протягивание. Обкатной и полуобкатной методы нарезания зубьев с криволинейным зубом. Нарезание односторонними и двухсторонними резцовыми головками. Изготовление зубьев накатыванием [5, 6, 8, 9]. Изготовление червячных поверхностей. Червячные поверхности – основные поверхности деталей червячной пары: червяка и червячного колеса. Виды червяков (глобоидные и геликоидальные). Геликоидальные червяки. Построение рабочей поверхности конволютных (эвольвентных, архимедовых и с прямолинейными сторонами в нормальном сечении) червяков. Нарезание всех трех видов червяков резцами с прямолинейными режущими гранями. Схемы шлифования рабочих сторон указанных червяков. Червячные колеса. Схемы нарезания червячных колес (с радиальной подачей, с осевой подачей, комбинированной подачей). Их достоинства и недостатки. Нарезание червячных колес резцом «летучкой». Шевингование и притирка червячных колес. Обработка глобоидных червяков и червячных колес [5, 6, 8, 9]. Изготовление шлицевых и шпоночных пазов. Назначение шлицевых и шпоночных соединений. Их достоинства, технологичность. Методы и способы нарезания шпоночных пазов. Разновидности шлицевых соединений по числу шлиц, форме и способу центрирования. Основные методы нарезания шлиц: методом копирования и обкатки. Способы нарезания шлиц: фрезерование дисковыми фрезами, одновременное строгание всех впадин, червячной фрезой, зуботочение. Образование шлиц методом пластической деформации (накатывание роликами, рейкой и др.). Шлифование шлицевых поверхностей вала при центрировании по наружному и внутреннему диаметрам. Изготовление шлицевых поверхностей втулок при центрировании по наружному и внутреннему диаметрам. Сравнение технологии изготовления шлицевых поверхностей валов и втулок при центрировании по наружному и внутреннему диаметрам с точки зрения точности и трудоемкости [5, 6, 8, 9]. 3. ОПОРНЫЙ КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ Современные темпы научно-технического прогресса вызывают существенные изменения в сфере производства всех отраслей промышленности. Это связано главным образом с постоянным совершенствованием и обновлением образцов продукции. Проблемы постоянного обновления продукции, а в связи с этим необходимость систематической перестройки производства особенно остро стоят перед предприятиями машино- и приборостроения. Для современного машино- и приборостроения характерно значительное увеличение объемов продукции, выпускаемой в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. В связи с этим наряду с решением проблем автоматизации определяющее значение приобретают задачи обеспечения гибкости производственных систем, способных оперативно перестраиваться на выпуск новой продукции 3.1. Технологический процесс и его характеристики 3.1.1. Структура технологического процесса Определения, структура техпроцесса – по ГОСТ 3.1109. Процессы технологические, основные термины и определения. Производственный процесс совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта продукции. Технологический процесс часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) последующему определению состояния предмета труда; таким образом, при реализации технологического процесса происходит изменение качественного состояния объекта производства (химических и физических свойств материала, форм, размеров, качества поверхности) внешнего вида объекта и т. д. (в техпроцесс включен контроль качества). Любой технологический процесс (ТП) представляет собой совокупность таких основных элементов, как операция (ОП), установ (Уст), позиция (Поз) и переход (Пер).  Рис. 1. Структура технологического процесса Под технологическим процессом механической обработки понимают последовательное изменение форм и свойств материала детали от момента поступления заготовки в обработку до получения готовой детали. 3.1.2. Структура технологической операции Операция законченная часть технологического процесса, характеризуемая выполнением совокупности установов на одном рабочем месте (или с использованием одной технологической системы). Признаком операции является неизменность применяемого оборудования. Разновидности операций: а) по количеству обрабатываемых деталей:
б) по количеству выполняемых установов:
в) по последовательности выполнения установов для случая, когда Nуст >1:
Количество установов в операции и последовательность их выполнения предопределяется выбором оборудования и оснастки. Установ. Под установом понимают часть операции, характеризуемую выполнением совокупности позиций (или переходов) при обработке одной детали и постоянной схеме установки. Разновидности установов: а) по методу достижения точности обработки:
Характерен при обработке на ненастроенных станках (единичное производство), состоит из переходов, не имеет позиций;
Характерен при обработке на настроенных станках, состоит из позиций; б) по количеству позиций в установе:
установ, не имеющий позиций ( Nпоз = 0 ), характерна для установов Уим; в) по последовательности выполнения позиций:
В общем случае количество позиций и последовательность их выполнения в установе предопределяются технологическими возможностями выбираемого оборудования. Признаком установа является неизменность схемы установки детали. Позиция. Следует различать конструктивную позицию и технологическую. Конструктивная позиция предопределяется конструкцией станка. Примером могут быть многошпиндельные токарные станки, где каждый шпиндель соответствует позиции, агрегатные станки. Используется как ограничение при формировании обработки на станке. Технологическая позиция – это элемент технологического процесса, является расчетным элементом. В ГОСТе и учебниках отсутствует понятие технологической позиции. Что же будем понимать под технологической позицией? Под технологической позицией будем понимать часть установа, характеризуемую выполнением совокупности технологических переходов одного вида обработки (одной точности) на настроенном станке. Основным признаком технологической позиции является неизменность наладки инструмента (инструментов). Разновидности позиций. 1. По структуре позиции: – позиция первой структуры, характеризуемая постоянством применяемого комплекта инструментов (инструмента), имеет место, например, при обработке на токарно-револьверных станках; признаком смены позиции является смена комплекта инструментов (поворот револьверной головки), рис. 2; – позиция второй структуры, характеризуемая постоянством положения обрабатываемой детали, имеет место, например, при обработке на токарных многошпиндельных автоматах и полуавтоматах, агрегатных станках с поворотным столом; признаком смены позиции в этом случае является перемещение детали в другое положение. Для станков типа «ОЦ» с горизонтальным шпинделем характерны обе структуры позиции (рис. 3 и 4). 2. По виду обработки:
3. По последовательности выполнения технологических переходов в позиции:
Последовательность выполнения переходов предопределяется технологическими возможностями выбираемого оборудования. 4. по участию в процессе обработки:
Рис. 2. Позиция первой структуры по постоянству комплекта инструмента: смена позиции – смена инструмента за счет поворота револьверной головки
Переход. Переход может быть технологическим и вспомогательным (рис. 5). Технологический переход законченная часть технологической позиции (установа), выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах. Вспомогательный переход – действия человека и оборудования, необходимые для выполнения технологического перехода, не сопровождаемые изменением формы, размеров поверхности детали и шероховатости поверхности. Например, установка детали, смена инструмента и т.д. Рис. 5. Классификация переходов Технологический переход может быть представлен как элементарный (ЭП) и совокупный (ЭП). Элементарный технологический переход это законченная часть технологической позиции (установа) по обработке одним простым инструментом одной поверхности при постоянном режиме резания. Например, 20Н12 – сверло, V, S, t = const. При изменении хотя бы одной характеристики – другой переход. Совокупный технологический переход – совокупность элементарных технологических переходов, выполняемых в автоматическом режиме. Совокупный переход реализуется в виде нескольких разновидностей. 1. Инструментальный переход (ИП) одним инструментом обрабатываются последовательно несколько поверхностей с конкретными режимами резания в автоматическом режиме (рис. 6). |