Технологічний процес механічної обробки деталі
Cанкт-Петербурзький Державний Університет водних комунікацій
Кафедра Технології судноремонту
з дисципліни Основи технології суднового машинобудування
студент групи СП-42
Технологічні процеси в машинобудівному виробництві розробляють для того, щоб:
1) вибрати найбільш доцільну послідовність обробки заготовок, яка забезпечить задоволення технічних вимог конструкторської документації (робочих креслень) за фізико-механічними властивостями та конструктивно-технологічними параметрами (точність розмірів, мікрорельєф тощо);
2) створити можливо більш строгу базу для нормування витрат часу на виробництво окремої деталі при механічній обробці або складальної одиниці на ділянках вузлового та загального складання.
Технологічні процеси механічної обробки є основою для проектування виробничих ділянок, цехів тощо.
За більш конкретними технологічними вказівками конструкторські служби відділу головного технолога проектують пристрої, спеціальний різальний, вимірювальний та допоміжний інструменти.
Однією з особливостей сучасного машинобудування є те, що створення нових машин найчастіше пов'язане не з проектуванням та виготовленням принципово нових зразків, а більшою мірою з модернізацією та вдосконаленням апробованих та добре зарекомендованих енергетичних установок, двигунів тощо.
Таке становище визначає цілком природну еволюцію технологічної та організаційної підготовки машинобудівного виробництва.
У технології набувають розвитку аналогії побудови технологічних процесів, засновані на великому досвіді татрадиції практичного проектування.
Організацію виробництва обгрунтовано орієнтують на гнучкі структури, що швидко переналагоджуються.
Основний документ для розробки технологічного процесу є робоче креслення деталі (складальної одиниці). Головними факторами, що впливають на побудову технологічних процесів, розглядають масштаби виробництва та вимоги, які висувають до якості деталі. У розпорядженні розробників є каталоги металорізального обладнання, різального та вимірювального інструменту, допоміжного автоматизованого або нормалізованого технологічного оснащення. При призначенні режимів різання та нормування витрат часу на механічну обробку використовують державні та галузеві загальномашинобудівні нормативи.
2. Технологічний аналіз робочого креслення деталі
Технологічний аналіз робочого креслення деталі (або власне деталі) виробляють за двома наступними напрямками:
1) відпрацювання конструкцій деталі на технологічність;
2) аналізу власне технологічних властивостей деталі.
Відпрацювання конструкцій на технологічність ведуть спільно конструкторські та технологічні служби на стадії проектування виробів. Головне завдання такого відробітку зводять до того, щоб надати формам, габаритним розмірам, способам отримання заготовок найбільш прийнятні та економічні для цих умов показники (характеристики). Відпрацювання конструкцій на технологічність ведуть доти, доки виріб не буде запущено в серійне виробництво. Усі витрати, пов'язані з удосконаленням конструкцій на стадії відпрацювання її на технологічність, відносять на головні зразки виробів (деталі).
В обґрунтованих випадках при такому відпрацюванні спрощують геометричні форми, надають складним конструктивним елементам.Простіші форми з орієнтацією на механічну обробку на універсальному обладнанні.
Технологічність поняття умовне, тому що одна і та ж конструкція, наприклад штампування, безумовно, технологічна в серійному виробництві і зовсім не технологічна при виготовленні деталей одиничними зразками і т.д.
Важливим показником технологічності конструкції деталі є орієнтація завдання лінійних розмірів ланцюгів на конкретні умови виробництва та використання для забезпечення їх точності тих чи інших методів. При відпрацюванні на технологічність у ряді випадків посилюють граничні розміри (відхилення) технологічно для створення кращих умов базування заготовок при механічній обробці.
Технологічні властивості деталей аналізують за фізико-механічними властивостями матеріалу та конструктивно-технологічними параметрами.
Серед фізико-механічних властивостей матеріалів розглядають пластичність, поверхневу та загальну твердість, стан заготівлі та ін. Пластичні або крихкі матеріали зумовлюють практично однозначно вибір матеріалу різального інструменту, особливо для твердих сплавів. При обробці пластичних матеріалів, наприклад, сталей, використовують більш продуктивні, але менш міцні титановольфрамокобальтові сплави типу ТК (Т5К10, Т5К6 та ін). Навпаки, для обробки крихких сплавів (чавунів тощо) передбачають міцніші тверді сплави вольфрамокобальтової групи типу ВК (ВК3, ВК6 тощо).
При технологічному аналізі конструктивно-технологічних характеристик оптимізують:
1) параметри точності розмірів (квалітети точності зовнішніх поверхонь та отворів, розміри з граничними відхиленнями і без них);
2) параметри мікрорельєфу (інтервали зміни параметрів мікрорельєфу зовнішніх поверхонь таотворів, поверхонь із різними значеннями твердості);
3) відхилення оброблюваних поверхонь від форми та відхилення у взаємному розташуванні базових поверхонь.
3. Структура та оформлення технологічного процесу
Будь-який технологічний процес механічної обробки заготовок структурно складається з маршрутної та операційної технологій. Найбільш деталізованою є операційна технологія. Вона включає технологічні операції. Серед основних складових технологічних операцій виділяють установи та технологічні переходи. Установи є частиною технологічної операції, виконуваної при одному постійному закріпленні заготівлі.
Відповідно до Єдиної системи технологічної документації (ЕСТД) повний комплект технологічних документів включає велику кількість стандартних форм (карт). При практичному проектуванні вид та кількість технологічних карток залежить від конкретних умов виробництва та визначається стандартами.
Маршрутний технологічний процес є укрупненим описом послідовності та змісту технологічних операцій, які виконують для перетворення заготовки в готову деталь.
Операційний технологічний процес оформляють спеціальних операційних картах. На відміну від маршрутної технології, операційні технологічні карти наводять докладний запис послідовності обробки кожної окремої поверхні з деталізацією всієї необхідної технологічної інформації.
Карта ескізів (операційний технологічний креслення) – це графічне зображення деталі у вигляді, як вона «виходить» з цієї операції після обробки.
На операційному кресленні вказують такі відомості та позначення:
1) оброблювані поверхнітовстішими лініями; порядкові номери цих поверхонь; при цьому, якщо всі зазначені поверхні обробляються тим самим інструментом на одних і тих же режимах різання, то в операційній технологічній карті буде рівно стільки основних переходів, скільки оброблюваних поверхонь;
2) все параметри точності оброблюваних поверхонь: обов'язково квалітети точності та параметри мікрорельєфу, при необхідності - точність форм та взаємного розташування;
3) базові поверхні (їхнє графічне зображення стандартизовано).
Карти ескізів у технологічних процесах розробляють на кожну технологічну операцію.
4. Методика розробки операційної технології механічної обробки
На вибір послідовності механічної обробки деталі впливають такі фактори:
2) вимоги до якості готової деталі за параметрами точності, станом і фізико-механічними властивостями оброблюваного поверхневого шару.
У одиничному виробництві технологічні операції включають велику кількість установ і переходів по обробці багатьох зовнішніх і внутрішніх поверхонь. Все це вимагає частої зміни та налагодження інструменту, витрат допоміжного часу тощо.
У технологічних процесах серійного виробництва, спроектованих для спеціальних верстатів, однойменні операції диференційовані та можуть складатися з одного допоміжного та одного основного переходу. Переустановки деталі в одній операції відсутні, зміна інструменту зведена до мінімуму, витрати часу на налагодження інструменту зменшується.
При оцінці впливу вимог, які пред'являються якості готової деталі, на побудову технологічного процесу орієнтовно можна керуватися таким:
1) будь-якийтехнологічний процес має починатися структурною схемою (рис.1);
2) етапи техпроцесу взаємопов'язані з параметрами точності та методами обробки;
3) підвищення твердості поверхні до HRC 35 вище вимагає переходу від обробки лезовим інструментом до абразивної обробки;
4) набори центрового інструменту при обробці отворів приймають відповідно до параметрів точності поверхонь.