книги / Системы автоматизированного проектирования технологических процессов

TOl 1. Выбор вида заготовки для единичного производства

Т012. Выбор вида заготовки в серийном, крупносерийном и массовом производствах для трех групп материала

62. Установление маршрутов обработки отдельньи поверхностей

Ряд операций обработки (или технологических переходов), необхо­ димых для получения каждой поверхности детали и расположенных в поряд­ ке повышения точности, образует маршрут обработки поверхности (МОП).

161

Для каждой поверхности должны быть определены число ступеней об­ работки (операций, переходов), методы выполнения каждой ступени и их по­ следовательность. Отдельная (или элементарная) поверхность - это цилиндр, конус, криволинейная поверхность (в частности сфера) и плоскость. Поверх­ ности вращения подразделяются на наружные и внутренние элементарные поверхности.

Знать МОП необходимо для последующего расчета промежуточных и общих припусков на обработку, промежуточных размеров заготовки и до­ пусков на размеры по технологическим переходам.

Рассмотрим основные факторы, влияющие на маршрут обработки по­ верхности детали:

1.Точность исходной заготовки: чем заготовка точнее, тем меньшее число ступеней обработки потребуется для достижения требуемых чертежом точности формы и размеров поверхности детали.

2.Требуемая по чертежу точность формы и размеров рассматриваемой

поверхности: чем выше требуемая точность, тем большее число ступеней ее обработки потребуется.

3. Наличие и характер термообработки детали. Большинство методов термической и химико-термической обработки (закалка, цементация, азоти­ рование) связано с потерей достигнутой на предшествующих ступенях меха­ нической обработки точности формы и размеров поверхности. Появляются такие погрешности, как разбухание (увеличение размеров) или усадка ци­ линдрических поверхностей, изогнутость оси валов значительной длины. По­ этому наличие термообработки увеличивает число ступеней обработки от­ ветственных поверхностей детали на одну-две. Например, для азотируемых и закаливаемых поверхностей приходится вводить минимум две шлифоваль­ ные операции - до и после азотирования с термообработкой.

4.Точность относительного расположения поверхностей. В ряде слу­ чаев требуется вводить дополнительные ступени обработки для обеспечения жестких допусков на параллельность и соосность поверхностей.

5.Число ступеней обработки установочной базы. Если рассматривае­ мая поверхность в ТП играет роль установочной базы, то число ступеней ее обработки может быть больше по сравнению с тем, которое требуется для получения заданных по чертежу точности формы и размеров этой поверхно­ сти. Обычно базирующие поверхности с самого начала обрабатываются весьма точно, а перед каждым новым этапом и после термической обработки производится обновление баз.

6.Требования к качеству поверхностного слоя данной поверхности. В определенных случаях метод окончательной обработки, используемый для получения размера в пределах заданного по чертежу допуска, не обеспечива­ ет заданного качества поверхностного слоя (по шероховатости, физико­ механическим свойствам). Тогда вводят еще одну-две ступени обработки - отделочные или упрочняющие операции (полирование, хонингование, су­ перфиниширование, алмазное выглаживание и т.п.).

Изложенные закономерности характеризуют качественную сторону за-

162

дачи. Количественную зависимость числа ступеней обработки можно уста­ новить, если ввести понятие уточнения.

6.2.1.Определение маршрута обработки поверхности

сприменением уточнения

Уточнением технологического процесса 1„ называют отношение до­

пуска заготовки Ты на рассматриваемую характеристику к допуску детали Т „ на ту же характеристику:

уточнение ТП 1 л = 1,4 / 0,016 = 87.

Аналогично можно говорить об уточнениях на каждой ступени обра­

ботки

где 7}_i и 7) - допуски соответственно на предшествующей и выполняемой ступенях обработки.

Если первой операцией считать заготовительную, а операции оконча­ тельной обработки присвоить индекс К, то уточнение ТП можно выразить равенством

= ^2^Э ’ *

При условии, что технолог располагает точностными характеристика­ ми технологической системы (т.е. значениями уточнений I/ на каждой сту­ пени обработки) последовательность расчета числа ступеней обработки бу­ дет следующей. Исходным параметром является требуемый по чертежу до­ пуск на размер поверхности Гдст. Выбрав для окончательной операции тех­ нологическую систему, обеспечивающую соблюдение заданного допуска, т.е. имеющую погрешность со* < 7 ^ , и зная обеспечиваемое ею уточнение I * , можно определить операционный допуск на предпоследнюю ступень об­ работки:

Затем следует выбрать систему для выполнения к- 1 -й операции по ус­ ловию < Тк_]. Зная уточнение этой системы 1 можно определить

допуск на операцию к-2:

достижимо уточнение Е<6, для получистовой обработки 1 = 3...4, для сту­ пеней чистовой обработки с допусками точности IT5 - IT7 L = 1,5... 2.0.

Например, при обработке валов из исходной заготовки, полученной штамповкой или из черного проката, требуется:

по 1Т 13 - IT 12 одна ступень обработки: черновое точение;

по IT11 - IT10 две ступени: черновое и чистовое точение;

по IT9 - IT8 три ступени: черновое и чистовое точение и однократное шлифование;

по IT7 - IT6 четыре ступени: черновое и чистовое точение, предвари­ тельное и окончательное шлифование.

6.2.2.Определение вариантов обработки поверхности

сприменением теории графов

Как было отмечено, маршрут обработки поверхности назначают на основании технических требований чертежа детали и чертежа заготовки. Ориентируясь на таблицы точности и качества поверхностных слоев при об­ работке и учитывая конфигурацию обрабатываемой поверхности, материал, массу и другие факторы, устанавливают метод окончательной обработки. При известном способе получения заготовки определяют первоначальный метод обработки. Выбрав окончательный и первый методы, назначают про­ межуточные. При этом возможны несколько видов обработки примерно с одинаковыми показателями. Характеристики методов обработки (операций) наружных, внутренних поверхностей вращения и плоских поверхностей, сгруппированных в стадии по точности и качеству получаемой поверхности, представлены в табл. 6.2 - 6.4. Для элементарных поверхностей обычно ста­ дия обработки совпадает с операцией или переходом.

Требуемые по чертежу точность и качество поверхности можно полу­ чить обработкой по различным маршрутам. Для их описания наиболее удоб­ но использовать теорию графов. В этом случае маршрут обработки отдель­ ной поверхности представляют в виде графа, в котором вершины соответст­ вуют кодам операций с характеристиками точности, шероховатости поверх­ ности и себестоимости операции, а ребра - последовательности операций со-

164

гласно табл. 6.2 - 6.4. На основе общих правил проектирования маршрутов обработки отдельных поверхностей могут быть построены графы маршрутов обработки поверхностей.

Таблица 6.2 Операции обработки наружных поверхностей вращения

Аналогично можно построить графы для плоских поверхностей и внутрен­ них поверхностей вращения. с ^

Рис. 6.1. Граф возможных вариантов маршрута обработки наружных поверхностей вращения

165

пы деталей в определенных условиях производства; 2) выбрать этапы обра­ ботки конкретной детали из перечня в зависимости от характеристик детали. Исходными данными для разработки ПС являются оптимальные маршруты

обработки отдельных поверхностей, базовая, руководящая и справочная ин­ формация по проектированию ТП.

6.3.1. Формирование перечня этапов обработки

Установдение рационального состава типовых этапов обработки дли деталей различных классов является наиболее сложной задачей формирова­ ния маршрута обработки детали. Здесь необходимо руководствоваться общей рекомендацией организационно-технологического характера: опыт автомати­ зированного проектирования ТП показывает, что число этапов должно быть минимально возможным, чтобы в общем объеме информации не терялись и не нивелировались главные и второстепенные вопросы обработки деталей, но в то же время достаточно большим, чтобы учесть все особенности обра­ ботки деталей.

В табл. 6.5 приводится перечень из 13 этапов, который является дос­ таточно универсальным, рассчитан на формирование принципиальной схемы для деталей различной конфигурации и степени сложности с учетом терми­ ческой и химико-термической обработки.

Таблица 6.5

Этапы ТП