Разработка технологического маршрута обработки заготовки

 

Технологический маршрут обработки разрабатывают следующим образом:

- выбирают методы обработки поверхностей;

- назначают число и последовательность переходов;

- определяют содержание операций;

- определяют типаж применяемого оборудования.

Для обработки заготовки составляют обычно несколько конкурирующих вариантов маршрутного ТП, сопоставив которые, выбирают оптимальный.

В начале проектирования технолог предварительно устанавливает виды обработки отдельных поверхностей заготовки и методы достижения их точности, соответствующие требованиям чертежа, серийности производства и существующего на предприятии оборудования. Одновременно с этим разрабатывается последовательность обработки поверхностей, т.е. технологический маршрут обработки заготовки.

Для предварительного выбора вида обработки отдельных поверхностей заготовки используются данные справочных таблиц экономической точности обработки различными способами и на различных станках, которые приводятся в справочной и учебной литературе [СТМ, Матвеев В.В. и др. Размерный анализ технологических линий и др.].

В связи с тем, что одинаковые точность обработки и качество обработанной поверхности могут быть достигнуты различными способами, после предварительного выбора нескольких возможных видов обработки следует произвести их сопоставление по экономическим показателям.

При назначении вида обработки следует стремиться к тому, чтобы число переходов при обработке каждой поверхности заготовки было бы минимальным. Желательно, чтобы одним и тем же способом обрабатывалось возможно бóльшее количество поверхностей заготовки. Последнее дает возможность разрабатывать высокопроизводительные концентрированные операции (что особенно важно в мелкосерийном и серийном производствах).

Окончательное решение вопроса о выборе метода обработки дает сопоставление данных по экономичности обработки.

Выбранный метод окончательной обработки не всегда обеспечивает получение требуемого качества и точности поверхности после однократной обработки непосредственно из исходной заготовки. При изготовлении ответственных деталей возникает необходимость создания промежуточных операций (или переходов), по мере выполнения которых достигается постепенное повышение точности заготовки до требуемой точности готовой детали.

В зависимости от точности исходной заготовки и точности готовой детали обработку наиболее важных поверхностей обычно осуществляют в три или два этапа.

Первый этап - предварительная (черновая)обработка, имеющая целью приблизить форму заготовки к форме детали (согласно ГОСТ 3.1109-82 ЕСТД Черновая обработка - обработка, в результате которой снимается основная часть припуска). При этом снимаются наибольшие припуски. Черновую обработку целесообразно выполнить на высокопроизводительном, но сравнительно не очень точном оборудовании.

На втором этапе (чистовая обработка) устраняются погрешности, возникающие при черновой обработке (согласно ГОСТ 3.1109-82 ЕСТД Чистовая обработка - обработка, в результате которой достигаются заданные точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей). Основная цель этого этапа - обеспечение требуемой точности обработки, шероховатости поверхностей и состояние поверхностного слоя для подавляющего большинства поверхностей.

На третьем этапе (отделочная обработка) - обеспечивается достижение требуемой точности обработки, шероховатости и предписанного чертежом качества поверхностного слоя для ответственных поверхностей детали.

При таком делении маршрутный технологический процесс обработки ответственных деталей можно представить в виде следующей схемы

 

 

При проектировании ТП обработки заготовок важно правильно установить место ТО в ТП:

ТО 1 - проводят для улучшения обрабатываемости заготовок (поковок или отливок) до первого этапа.

Например, для стальных заготовок (для стальных отливок обязательно) применяют отжиг или нормализацию. Для отливок из серого чугуна - низкотемпературный отжиг. Иногда для снижения вязкости стальных заготовок (например, сплав 36НХТЮ) выполняют закалку.

ТО 2 - в наиболее ответственных случаях после черновой обработки проводят дополнительную ТО (отжиг, нормализацию - для стальных, старение - для чугунных заготовок), способствующую релаксации остаточных напряжений, стабилизации размеров заготовки.

ТО 3 - для повышения прочности или износостойкости заготовки перед заключительным этапом подвергают объемной или поверхностной закалке (в т.ч. ТВЧ, лазером и др.), цементации с последующей закалкой и низким отпуском (15, 20, 15Х, 18ХГТ, 30ХГМ и др. HRC э = 58 - 64, h = (0,5 - 2,0) мм; азотированию (40 Х, 40 ХФА, 20 ХЗМВФ, 40 ХГМ и др.); содержание углерода (0,1-0,2) % - h = (0,1 - 0,4) мм; (0,3-0,4) % - h = (0,4 - 0,7) мм; нитроцементации (одновременное насыщение углеродом и азатом).

Для определения числа технологических переходов может быть использована методика, основанная на определении уточнения заготовки. Методика основана на том, что каждый последующий метод обработки должен быть точнее предыдущего. Исходя из этого число ступеней обработки можно рассчитать по формуле:

,

где e₀ - общее уточнение; e _i - отдельные ступени уточнения; n - число ступеней обработки; Т _заг, Т _дет, Тi - допуски рассматриваемого параметра соответственно для заготовки, детали, отдельной ступени обработки.

При разделении общего уточнения на сомножители (ступени) следует учитывать типовые рекомендации:

- для предварительной (черновой) обработки - e £ 6;

- для окончательной (чистовой, получистовой) обработки - e = 3 … 4;

- для отделочной обработки с допусками JT 5 - JT 7 - e = 1,5 ¸ 2.

Пример: (см. лекцию).

В общем случае при определении последовательности обработки отдельных поверхностей необходимо придерживаться следующих рекомендаций: [см. с. 326-328 Маталин]

1. Прежде всего следует обработать ТБ, затем обработать наиболее ответственные поверхности детали.

2. При невысокой точности исходной заготовки ТП следует начинать с предварительной обработки поверхностей, имеющих наибольшие припуски, для раннего выявления литейных и других дефектов (раковин, трещин). Это позволяет забраковать или исправить заготовку в самом начале ТП.

3. Операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значение и не влияющих на точность основных размеров детали, как правило, выполняют в конце ТП до операций окончательной обработки ответственных поверхностей.

4. Наиболее легко повреждаемые поверхности (наружные резьбы, особо точные шлифованные и доведенные поверхности) обрабатывают в заключительной стадии ТП.

В маршрутной технологии в процессе обработки предусматривают контроль с целью технологического обеспечения заданных параметров качества обрабатываемой детали. Технолог устанавливает объект контроля и его место, обращая внимание на операции, при которых точность обеспечивается наиболее трудоемко.