1.5 Последовательность и правила проектирования технологических процессов изготовления деталей

Задача разработки технологического процесса изготовления детали заключается в нахождении для данных производственных условий оптимального варианта перехода от полуфабриката, поставляемого на машиностроительный завод, к готовой детали. Выбранный вариант должен обеспечивать требуемое качество детали при наименьшей ее себестоимости. Технологический процесс должен быть разработан с учетом производственных возможностей предприятия и передового опыта. Необходимо также иметь следующие исходные данные:

1. Годовую производственную программу, которая влияет на выбор оборудования, приспособлений, инструментов, а также на структуру технологического процесса.

2. Рабочий чертеж детали, по которому составляют технологический маршрут обработки, определяют виды, методы механической обработки и место термической обработки в общем технологическом процессе изготовления детали, составляют технические условия (ТУ) на приемку обрабатываемой детали, выбирают оборудование, приспособления и инструмент.

3. Указания по использованию имеющегося оборудования и его загрузке. Если разрабатывается технологический процесс для действующего предприятия, то обычно оговаривают в задании, на каком оборудовании обрабатывать, число смен работы и т. п.

4. Справочные материалы, к которым относятся каталоги или паспортные данные станков, справочники по режимам резания, нормированию, по приспособлениям, инструменту и т. д.

Проведя анализ исходных данных, с целью подбора существующей типовой технологии следует установить, к какому классу или группе деталей относится обрабатываемое изделие. При разработке технологии необходимо учитывать имеющийся опыт изготовления типовых деталей на передовых предприятиях, по возможности использовать новое прогрессивное оборудование, приспособления и инструменты, а также наиболее совершенные формы организации производства.

Таким образом, при разработке технологии приходится учитывать технические и экономические факторы.

Технологию механической обработки разрабатывают в следующей последовательности:

1. Изучают рабочий чертеж детали, технические требования на ее изготовление. С целью возможного улучшения технологичности конструкции детали выясняют, какой сборочной единице и машине она принадлежит, устанавливают предполагаемые условия ее эксплуатации (среда, нагрузка и т. п.).

2. Выбирают заготовку и метод ее изготовления. Это сложная технико-экономическая задача. В основе ее решения лежит обеспечение требуемых свойств изготовляемых деталей и минимума затрат на производство заготовки и последующую обработку.

3. Выбирают технологические базовые поверхности при обработке деталей в соответствии с требованиями ГОСТ 21495—76 и следующими рекомендациями: – за технологические базы необходимо принимать поверхности, обладающие достаточной жесткостью; – за черновые базы нельзя принимать поверхности, обладающие большими штамповочными или литейными уклонами; – черновая база принимается один раз и только на первой операции; – за чистовые базы необходимо принимать поверхности, обрабатываемые с максимальной точностью; – за чистовые базы целесообразно выбирать основные установочные базы, а не вспомогательные, причем стремиться к совпадению технологической и конструктивных баз; – необходимо соблюдать принцип последовательности смены баз, т. е. выбор поверхностей технологических баз производить от менее точных к более точным; – стремиться соблюдать принцип единства баз, т. е., если возможно, обрабатывать деталь с одной установки, если нет, за технологические базы принимать одни и те же поверхности.

4. Выбирают вид и методы обработки поверхностей деталей. Под видом обработки обыкновенно понимают технологическое воздействие с целью получения готовой детали: литье, обработка давлением, механическая обработка резанием, термическая обработка и др.

5. Составляют технологический маршрут обработки детали. При этом следует пользоваться типовыми и групповыми технологиями, которые могут служить основой при составлении технологического маршрута.

Общая схема технологии механической обработки определяется в зависимости от конфигурации, размеров, массы детали, методов выполнения заготовки и технических требований, предъявляемых к детали.

При этом следует руководствоваться следующими правилами: – в первую очередь обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы, затем — остальные в последовательности, обратной степени точности их изготовления. Последней обрабатывается поверхность, изготовленная с наибольшей точностью. В конец маршрута часто относят обработку легкоповрежденных поверхностей (резьба и т. п.); – последовательность обработки зависит от метода простановки размеров. Сначала следует обрабатывать ту поверхность, относительно которой на чертеже расположено большее число размеров; – в общей последовательности технологии учитываются вид и место термической обработки.

Нормализацию, обжиг, улучшение, старение обычно применяют перед механической обработкой, хотя иногда могут применять и после черновой.

Улучшение физико-механических свойств детали достигается общей закалкой, поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (цементация, азотирование и т. п.). Эти виды термической обработки обычно применяются перед отделочной (абразивной) операцией. Для деталей, выпускаемых с высокой степенью точности и высокой чистотой поверхности, не рекомендуется совмещать черновую и чистовую обработку (это требование особенно важно для крупногабаритных деталей).

В конце каждой операции включается контроль обработанных параметров.

6. Устанавливают состав и рациональную последовательность переходов в операции. Для этого необходимо прежде всего установить рациональное число переходов на каждую поверхность, исходя из принципа максимальной концентрации операции, т. е. в одной операции должно быть выполнено максимальное число переходов. Ограничениями могут быть способ базирования детали, целесообразность совмещения черновой и чистовой обработки, невозможность установки на станке всех необходимых инструментов для обработки детали и т. п.

При выборе рациональной последовательности переходов исходят из минимума времени на операцию, а это достигается возможностью совмещения одновременной обработки заготовки несколькими инструментами, уменьшением числа холостых перемещений инструмента и т.п

7. Определяют припуски на обработку поверхностей деталей по всем технологическим переходам, а также операционные размеры, допуски, на различных стадиях обработки заготовок.

8. Выбирают станки, приспособления, режущий и контрольно-измерительный инструмент. Выбор оборудования и технологической оснастки определяется наличием металлорежущих станков, инструментов и приспособлений.

При выборе инструмента следует применять нормализованные инструменты, характеристика которых приведена в соответствующих справочниках.

9. Определяют режимы обработки заготовок на станках, проверяют правильность выбора режимов резания и соответствие мощности электродвигателей выбранных станков потребной мощности резания.

Выбор режимов резания состоит в подборе экономически целесообразного сочетания глубины резания и подачи, а также в расчете скорости резания при принятой стойкости режущего инструмента.

10. Определяют нормы времени для каждой операции.

11. Устанавливают разряды работ для всех операций.

12. Определяют себестоимость изготовления детали.

13. Заполняют технологическую документацию.

Подробно разработанная технология создает основу, вокруг которой подготавливают производство, заказывают заготовки, материалы, инструменты, проектируют приспособления.

Заключительными операциями являются термическая обработка и иногда шлифование зубьев [10.C.135].