Этапы проектирования техпроцессов: выбор баз для изготовления детали, маршрута обработки отдельных поверхностей и составление маршрута изготовления детали в целом

Выбор баз для изготовления детали имеет целью наметить как сами базы, так и порядок их смены (если необходимо) при выполнении технологического процесса механической обработки детали. Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали, вид заготовки, а также желаемая степень автоматизация процесса. При выборе баз учитываются условия работы детали в механизме. Принятая схема базирования определяет конструктивные схемы приспособлений и влияет на точность размеров и на точность взаимного положения поверхностей деталей. Наилучшие результаты по точности обработки обеспечиваются при выдерживании принципа совмещения баз. В этом случае погрешности базирования равны нулю. При невозможности выдержать данный принцип за базу принимают другую поверхность, стремясь уменьшить нежелательные последствия от не совмещения баз.

При выборе баз должны быть сформулированы требования по точности и шероховатости их обработки, а также предусмотрена необходимость (если требуется) повторной их обработки в целях ликвидации возможной деформации от действия остаточных напряжений в материале заготовки. Выбор баз связан с первой наметкой плана обработки детали, который подвергается дальнейшей детализации на последующих этапах проектирования технологического процесса.

Выбор маршрута обработки отдельных поверхностей детали производят исходя из требований рабочего чертежа и принятой заготовки. По заданному квалитету точности и шероховатости поверхностей детали и с учетом ее размера, веса и конфигурации выбирают один или несколько возможных методов окончательной обработки, а также тип соответствующего оборудования. Зная вид заготовки, таким же образом решается вопрос о выборе первого метода обработки (маршрута). Если, например, точность заготовки не высока, то обработку данной поверхности начинают с использования предварительного (черного) метода. При точной заготовке сразу можно начинать чистовую, а в некоторых случаях и отделочную обработку.

Базируясь на завершающем и первом методах маршрута, устанавливают промежуточные методы. При этом исходят из того, что каждому методу окончательной обработки предполагается один или несколько возможных предшествующих методов. Так, например, чистовому развертыванию отверстия предшествует предварительное, а предварительному – чистовое зенкерование или сверление. При построении маршрута исходят из того, что каждый последующий метод должен быть точнее предыдущего. Технологический допуск на промежуточный размер и качество поверхности, полученные на предыдущем методе, должны находиться в тех пределах, при которых возможно нормальное использование намечаемого последующего метода обработки. Так, нельзя после чернового растачивания применять чистовое развертывание, из-за большой глубины резания. Поэтому выбор маршрута обработки поверхности связан с установлением припусков на эту поверхность.

Количество возможных вариантов маршрута обработки данной поверхности может быть довольно большим. Не все они, однако, равноценны по эффективности и рентабельности. Выбор окончательного варианта по этим показателям сложен и трудоемок. Решение данной задачи может быть облегчено разработкой соответствующих нормативов для выбора типовых маршрутов.

Количество вариантов часто можно сокращать с учетом ряда практических соображений. К их числу можно отнести необходимость обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов; ограничение возможности применения других методов обработки при недостаточной жесткости детали; необходимость обработки данной поверхности совместно с другими поверхностями и другими требованиями местного характера.

Составление маршрута представляет сложную задачу с большим количеством вариантов решения. Его цель – дать общий план обработки, наметить содержание операций технологического процесса и выбрать тип оборудования. Для решения этой задачи могут быть даны следующие рекомендации.

План технологического процесса изготовления детали делится на ряд операций, преследующих определенное целевое назначение.

1. Подготовительные операции или подготовительная стадия обработки – это операции, на которых выполняется обработка, направленная на подготовку заготовки к правильной установке и выполнению основных операций, т.е. ведется обработка чистовых технологических баз.

2. Основные или решающие операции – это операции, в которых осуществляется съем основной массы металла, детали придается основная форма и выявляются дефекты заготовки (раковины, волосовины, недоливы металла и т.п.). В основных операциях обрабатываются основные рабочие поверхности, определяющие целевое назначение детали. Это черновая и получистовая обработка поверхностей. Однако в целях своевременного выявления брака помимо черновой обработки иногда делают и сразу чистовую обработку тех поверхностей, на которых дефекты не допустимы. Основные операции характеризуются большими силами резания, деформациями, повышением температуры, перераспределением внутренних напряжений, и, как следствие, невысокой точностью обработки. Поэтому для повышения точности обработки вводятся чистовые операции. Однако перед ними зачастую вводится ряд промежуточных операций.

3. Операции для снятия внутренних напряжений – это термические или операции старения. Они не всегда являются обязательными и зависят от степени точности, предъявляемой к изготовленной детали и конфигурации последней.

4. Промежуточные операции вводятся после основных и назначения их – это обработка поверхностей, в большей части не определяющих целевое назначение обрабатываемой детали. Это сверление и расточка различных отверстий и т.п.

5. Исправление баз. Эти операции вводятся в случае потери точности технологических баз из-за всевозможного деформирования металла, в том числе, и после термообработки (закалки), на базовых поверхностях.

6. Чистовые операции. В этих операциях производится обработка основных поверхностей обрабатываемых деталей. Если не требуется высокой точности и малой шероховатости поверхности, то такие операции могут быть и заключительными.

7. Доводочные операции или заключительные – это операции направленные на доведение основных поверхностей до заданной точности и, в основном, шероховатости.

При необходимости в термической обработке (закалка), последняя вводится между основными и чистовыми операциями. Термообработка как бы расчленяет технологический процесс на две части. После нее зачастую требуется не только исправление баз, но и повторная обработка отдельных поверхностей для обеспечения заданной точности и шероховатости.

Последовательность обработки в определенной степени зависит и от способа простановки размеров. Так, в первую очередь рекомендуется обрабатывать ту поверхность, относительно которой на чертеже координировано большее количество других поверхностей детали. Приведенная схема составления маршрута обработки детали является принципиальной и часто возможны отступления, диктуемые какими-либо технологическими причинами. Так, во многих случаях дополнительные операции не могут выполняться до чистовых, в других – точная обработка некоторых поверхностей требуется для создания надежных баз, которые обрабатываются с высокой точностью и т.п.