Razrabotka_Marshrutnykh_Tekhnologicheski kh_Protsessov (Раздаточный материал), страница 4

При проектировании МТП последовательно:

1. Выбирают технологические базы.

2. Определяют схемы установки.

3. Намечают последовательность смены баз и схем установки по всему проектируемому процессу.

Решения, принимаемые на каждом из указанных этапов, могут быть многовариантными и не должны рассматриваться как окончательные.

Выбираемые базы должны обеспечивать:

1. Удобство установки (базирования и закрепления) и снятия заготовки.

2. Возможность беспрепятственного подвода инструмента к намеченным для обработки поверхностям.

3. Исключение деформаций заготовки при установке и последующей обработке.

При выборе баз, по возможности, должны соблюдаться принципы [1]:

а) постоянства баз;

б) совмещения установочных и измерительных баз.

По месту в технологическом процессе изготовления детали различают:

1. Черновые базы.

2. Промежуточные базы.

3. Окончательные (чистовые) базы.

Черновые базы – это необработанные поверхности заготовки. Применяются для ее установки в первой технологической операции механической обработки при создании (обработки) промежуточных или даже окончательных баз. Сочетания поверхностей, образующих черновую базу, используются только один раз. Повторное использование черновой базы приведет к возникновению существенных погрешностей и поэтому недопустимо. В качестве черновых баз обычно используют поверхности главных форм заготовки. Предпочтительно использование в качестве черновых баз вообще не обрабатываемых поверхностей заготовки или ее наиболее точных поверхностей. Не следует выбирать отверстия малого размеры, положение которых зависит, например, от точности расположения стержней в литейной форме. Черновые базы не должны иметь штамповочных и литейных уклонов, литников, прибылей. В тех случаях, когда конфигурация заготовки исключает возможность выполнения требований, предъявляемых к черновым базам, рекомендуется предусматривать на чертежах заготовок или деталей специальные приливы, выступы, приварку платиков для использования их в качестве баз на первых операциях технологического процесса.

Промежуточные базы – это обработанные (хотя бы однократно) поверхности заготовки, использующиеся на промежуточных этапах процесса изготовления изделия. Принципиально возможно, что для выполнения каждой технологической операции требуется собственные технологические базы.

Окончательные базы – поверхности заготовки, при базировании на которые выполняется значительная часть операций обработки и, в особенности, заключительные этапы процесса изготовления. Наиболее целесообразно использование в качестве окончательных баз функционально базовых поверхностей (например, центровых отверстий) или постоянных баз (например, двух отверстий с параллельными осями и перпендикулярных им плоскостей).

Наиболее затруднительно выбирать черновую базу для 1-й технологической операции механической обработки. При этом:

1. Если конструкция детали предусматривает функционально базовые поверхности, то черновая база должна обеспечить их обработку. Например, при изготовлении вала в серийном производстве за черновые базы принимают (рис. 2, а) наружные цилиндрические поверхности Н1, Н2 и плоскость П. Торцы и центровые отверстия обрабатывают одновременно с 2-х сторон и далее, как функционально базовые поверхности, используют их в качестве постоянных баз на всех последующих этапах процесса изготовления. На рис. 2, а установка заготовки проводится в самоцентрирующие тиски с призматическими губками. Возможен вариант использования для базирования неподвижных призм (рис. 2, б), однако в этом случае неизбежно возникает погрешность базирования, влияющая на положение оси центровых отверстий у заготовок партии и вызывающая неравномерность припуска при последующей токарной обработке вала.

Рис. 2. К выбору черновых баз при изготовлении вала:
а), б) серийное производство; в) мелкосерийное и единичное производство

Рис. 3 К выбору черновых баз при изготовлении кронштейна

В единичном и мелкосерийном производстве центровые отверстия обрабатывают последовательно за два установа (рис. 2, в). Черновой базой являются: наружная цилиндрическая поверхность Н и торцевая плоскость ПТ. Обработанные в установе А поверхности Н2 и П2 используются в установе Б как промежуточные базы, обеспечивающие обработку противоположного торца Т1 и второго центрового отверстия.

2. Если в конструкции детали могут быть выделены поверхности, которые могут быть использованы как постоянные базы, то желательно, чтобы они обрабатывались на начальном этапе технологического процесса при базировании по черновым базам. Например, при изготовлении кронштейна (рис. 3) в первой технологической операции обрабатывают плоскость П4 и два перпендикулярных ей отверстия В1 и В2. Черновыми базами при этом являются взаимно перпендикулярные плоскости П1, П2, П3. Далее совокупность поверхностей В1, В2, П4 используют, как постоянные базы для выполнения последующих операций процесса изготовления кронштейна. Следует помнить, что схема установки, изображенная на рис. 3, в случае, если отверстие D уже было получено в исходной заготовке, может вызвать неравномерность припуска при последующей обработке отверстия, а, следовательно, применима лишь при условии, что это не скажется на качестве готовой детали.

3. Если соблюдение принципа постоянства баз невозможно, то черновые базы должны обеспечить обработку промежуточных баз, за которые целесообразно принимать поверхность заготовки, относительно которых координировано наибольшее число других поверхностей.

При выборе технологических баз и определении схем установки используют апробированные решения и данные о наиболее применимых схемах установки (табл. 6).

В зависимости от сложности детали в процессе ее изготовления возможны несколько вариантов базирования и его смены:

1. Заготовку устанавливают на черновые базы и за одну операцию (один установ) выполняют ее полную обработку. Вариант характерен для относительно простых деталей, обрабатываемых на станках-автоматах и агрегатных станках, а также для более сложных деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ типа “обрабатывающий центр”.

2. Заготовку устанавливают на черновые базы, производя обработку поверхностей, которые далее используют как окончательные постоянные базы (см. рис. 3).

3. Вариант аналогичен предыдущему за исключением того, что перед последним этапом технологического процесса принятые числовые базы подвергают повторной (отделочной) обработке. Вариант характерен для деталей повышенной точности.

4. Заготовку устанавливают на последовательно сменяемые промежуточные базы. Часть последних обрабатывают при установке заготовки на черновые базы, остальные – с установкой на уже обработанные поверхности.

5. Заготовку устанавливают на сменяемые, повторно обрабатываемые базы. Например, предварительное и чистовое шлифование планки на магнитной плите с последовательным перевертыванием для обработки каждой ее стороны.

Выбранная последовательность смены технологических баз в значительной мере определяет структуру МТП.

Определение содержания и последовательности
выполнения технологических операций

Целью данного этапа проектирования МТП изготовления деталей является:

а) предварительное определение содержания технологических операций путем объединения в них операций (переходов) из маршрутов обработки основных поверхностей;

б) установление общей последовательности выполнения сформированных операций с внесением необходимых корректив в их содержание.

Информационной основой выполнения данного этапа являются маршруты обработки основных поверхностей заготовки. В спроектированном МТП должны быть использованы все необходимые для обеспечения качества соответствующих поверхностей операции (переходы) указанных маршрутов, а порядок их выполнения должен соответствовать технологическим принципам и правилам.

При определении содержания операций придерживаются следующих принципов:

1. Принцип концентрации переходов в одной операции (единичное, мелкосерийное, серийное производство): в операцию объединяется максимально возможное число переходов – в пределе деталь полностью изготавливают за один (два) установа.

2. Принцип дифференциации (крупносерийное, массовое производство): в операцию объединяется минимальное число переходов – в пределе каждая операция состоит из одного технологического перехода.

Указанные принципы отражают специфику соответствующих типов производств. В единичном – серийном производствах стремятся обеспечить качество детали, изготавливая ее за минимальное число установов, особенно, если это позволяет используемое технологическое оборудование с ЧПУ, ориентированное на создание высококонцентрированных операций. Стремление в крупносерийном и массовом производствах создавать операции с минимальным числом переходов объясняется необходимостью сокращения длительности операций и их синхронизацией, когда штучное время должно быть кратно такту выпуска.

Для предварительного определения содержания и последовательности операций используют следующие правила:

1. Начальными операциями процесса должны быть операции обработки технологических баз (промежуточных или окончательных):

– операции обработки баз выполняются на черновом или получистовом этапах процесса изготовления детали;

– операции обработки баз у тел вращения должны содержать обработку торцевых поверхностей.

2. Последовательность обработки зависит от системы простановки размеров на рабочих чертежах деталей: в начало МТП выносят обработку поверхностей, относительно которых на чертеже координировано большее число других поверхностей.

3. При невысокой точности исходной заготовки сначала обрабатывают поверхности, имеющие наибольшую толщину удаляемого материала (для раннего выявления дефектов заготовок).

4. Поверхности с высокими требованиями к качеству обрабатываются на завершающих этапах (операциях) технологического процесса: чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается окончательно в общем МТП изготовления детали.

5. Операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное значение и не влияющие на точность основных размеров деталей (мелкие отверстия, фаски, канавки и т.п.) следует выполнять на чистовом этапе процесса, до операций окончательной обработки ответственных поверхностей.

6. Легкоповреждаемые поверхности (наружные резьбы, зубчатые поверхности с мелким модулем, наружные шлицевые поверхности и т.п.) обрабатывают на завершающих операциях МТП.

7. Операции, связанные с термическими и силовыми деформациями, должны выполняться до этапов чистовой и отделочной обработки.

8. Операции химико‑термической обработки разделяют технологический процесс на самостоятельные части, каждая из которых может содержать операции чернового и получистового этапов.

9. Первыми после термической обработки выполняют операции обработки (восстановления) технологических баз.

10. Некоторые операции химико-термической обработки (цианирование, азотирование, цементация) требуют включения в МТП операций по обеспечению защиты поверхностей, для которых такая обработка не предусмотрена, например, гальванического меднения.

11. После операций, связанных со значительными деформациями заготовки обеспечением высоких значений показателей качества, следует предусматривать контрольные операции.

12. Предварительное содержание операций определяют объединением переходов, которые могут быть выполнены на выбранном (заданном) оборудовании.

13. Возможно объединение в одну операцию переходов, соответствующих этапам:

а) черновому и получистовому;

б) получистовому и чистовому.

Возможны обоснованные отступления от изложенных принципов и правил. Например, при реализации принципа концентрации в одну операцию могут включать переходы, относящиеся к черновому, получистовому, чистовому этапам, однако указанные переходы должны выполняться последовательно и не могут выполняться одновременно.

Кроме общих правил, действуют частные правила объединения переходов в операции, ориентированные на применение оборудования соответствующих групп и типов, определяющих наименование формируемой технологической операции (таблица 7).