книги / Технология инструментального производства

31

использования материала — это отношение массы изделия к массе ис­ ходной заготовки с учетом отходов от некратности прутка и ширины пропила. Из табл. 7 видно, что коэффициент использования мате­ риала (К„. м) при изготовлении режущих инструментов небольшой. Поэтому одна из задач технолога-инструменталыцика заключается

вуменьшении удельного расхода металла всякого инструмента, от­ несенного к одному просверленному отверстию или отверстию с резь­ бой или к одной обработанной заготовке (до полного износа инстру­ мента). Это достигается применением методов пластических дефор­ маций и повышением стойкости инструмента между переточками. Стойкость может быть увеличена улучшением термической обработки, точностью (размерных и геометрических параметров, повышением класса чистоты поверхности режущих кромок, применением новых марок быстрорежущих сталей высокой производительности.

Операционные размеры и допуски. Операционный припуск при изготовлении режущего инструмента назначается: для снятия слоя

вцелях придания поверхности нужной шероховатости и получения точности на линейных и угловых размерах; для снятия обезуглероженного слоя (хотя и незначительного) с поверхностей после тер­

мической обработки. Величина операционного припуска зависит от погрешностей, возникающих в ходе механической обработки. Например, для тел вращения к этим погрешностям мы относим погрешности линейных и угловых размеров, радиальное и осевое биение, отклонения от геометрических форм тел вращения: оваль­ ность, огранку, конусообразность, бочкообразность, седлоббразность, изогнутость. Все, эти погрешности, влияющие на величину операционного припуска, относятся к вероятностным характери­ стикам и величину этого припуска можно установить только по накоплении их данных. Однако этот путь требует времени и, следо­ вательно, не всегда возможен в заводских условиях. Поэтому в прак­ тике размеры операционных припусков проверяются в ходе длитель­ ного времени. Такие припуски приобретают значение норм для дан­ ного предприятия. Например, припуск на диаметр после обтачива­ ния на шлифование конических хвостовиков Морзе после терми­ ческой обработки назначается следующий: для конуса № 1 — 0,7 мм, для конусов № 2 и 3 — 0,75 мм, для конуса № 4 — 0,8 мм, для конусов № 5 и 6 — 0,85 мм. При этом допуск на обтачивание прини­ мают минус 0,2 мм.

Операционные припуски и размеры при обработке разверток, зенкеров, метчиков, фрез приведены в табл. 8 и 9. В табл. 10 при­ ведены операционные припуски и допуски при изготовлении спираль­ ных сверл. В табл. 11 даны операционные припуски и допуски на обработку отверстий фрез и другого насадного инструмента развер­ тыванием и протягиванием. Припуски на диаметр для поковок при свободной ковке из быстрорежущей, легированной и углеродистой инструментальной и конструкционной сталей в зависимости от диа­ метра:

32

где 2общ — наибольшая допускаемая (или фактическая) величина обезуглероженного слоя на сторону для инструменталь­ ных углеродистых, легированных и быстрорежущих сталей; слой металла, снимаемый для удаления с на­ ружной поверхности заготовки из конструкционной, углеродистой и легированной сталей поверхностных изъянов (поверхностных вмятин и т. д.); величина этого слоя устанавливается практически и может быть принята от 0,5 до 1 мм на сторону в зависимости от диаметра заготовки;

1Припуски дайн для сверл, охлаждаемых при закалке в масло и отпускаемых

ввоздушных электрических печах. При охлаждении после закалки в селитру и от* пуске в селитровых ваннах величину припуска, приведенную в этой графе, следует увеличить на 0(1 мм.

34

Общий припуск на диаметр изделия будет равен 22общ. Получен­ ный припуск прибавляется к номинальному размеру изделия. Вычис­ ленный таким образом диаметр исходной заготовки Ь кз округляется до ближайшего большего размера прутка согласно сортаменту на металл.

Смещение оси заготовки при центровании хвостового инструмента зависит от погрешностей в движениях отдельных узлов центроваль­ ного станка. На смещение оси заготовки при центровании влияет также овальность кованых и горячекатаных прутков. Ниже приве­ дены наибольшие величины смещения оси заготовки

35

меров и допусков на обработку ра­ бочей части сверла диаметром 45 мм по ГОСТ 10903—64 с допуском на неточность изготовления минус

0,039 мм для сверл точного исполнения. К окончательному размеру 45 мм прибавляем припуск 22общ = 0,6 мм на шлифование после термической обработки (см. табл. 10). Тогда операционный диаметр для операции «Шлифование рабочей части после термической обра­ ботки»: будет равен 45 + 0,6 = 45,6 мм. Величина обезуглероженного слоя в кованых и горячекатаных прутках из быстрорежущей

Смещение заготовки при центровании для указанных диаметров принимаем 0,4 мм. Следовательно, для гарантии полного удаления

Я(046)

6)

Рис. 9. Схема распределения припусков на различных стадиях обработки

36

16Затылование зубьев по торцу с двух сторон

17Термическая обработка

37

обезуглероженного слоя с учетом смещения заготовки и кривизны необходимо снять

220б + 22еи + 22КР = 2*0,7 + 2*0,40 + 2-0,095 = 2,39 мм.

Прибавляя полученную величину к диаметру рабочей части сверла перед шлифованием после термической обработки, находим диаметр

При выборе прутка обычной прокатки с отклонением в плюс и минус по ГОСТ 2590—71 (применительно к нашему примеру) берем

пруток диаметром, близким к полученному диаметру, т. е. 481о|7 мм* Однако с учетом допуска в минус получим наименьший диаметр прутка 48 — 0,7 = 47,3 мм. Видим, что пруток диаметром 48 мм не

подходит. Выбираем пруток диаметром 501?;о мм, тогда 50 — 1 = = 49 мм будет больше 47,99 мм. Значит выбираем пруток диаметром

При определении припусков на длину насадных инструментов, кроме операционных припусков, учитывается слой металла; снимае­

насадного инструмента для наглядности определяем с помощью гра­ фического построения. В табл. 13 представлен план обработки затылованной фрезы. В ней подчеркнуты операции и переходы, по кото­ рым определяется общий припуск и устанавливаются операционные припуски, начиная от конечных операций. На операциях 18 и 19 при шлифовании торцов с каждой стороны снимается слой 0,25 мм. На операции 7 снимается припуск 0,8 мм, на операции 6 снимается припуск для облегчения процесса шлифования на операции 7. Этот слой обезуглерожен; его величину принимаем равной 0,5 мм (подобно круглому сечению для размеров 15—30 мм). На операции 5 сни­ маются неровности и обезуглероженный слой; на неровности остав­ ляют 0,4 мм. Общая ширина заготовки равна 16,7 мм; эту величину округляют до 17 мм.

§7. ВЫБОР БАЗ

Впроцессе обработки заготовку зажимают. в приспособлении. Поверхности заготовки, за которые ее зажимают, называются бази­ рующими или просто базами. При проектировании технологического процесса изготовления любого изделия необходимо правильно вы­ брать базы. Неправильный выбор базирующих поверхностей при­ водит к большим потерям от брака.

Впроцессе производства режущего инструмента различают чер­

новые й чистовые базы. Так, при токарно-револьверной обработка

38

корпуса сборной цилиндрической фрезы наружная поверхность по­ ковки является черновой базой. При дальнейшей обработке поковку зажимают в трехкулачковом патроне для обработки торца, отвер­ стия и выточки в отверстии, и здесь базой, но уже чистовой, является обработанная наружная поверхность.

Отверстие в корпусе насадной цилиндрической фрезы служит посадочным местом для оправки в процессе фрезерования этого корпуса и, следовательно, является базой. Обтачивание наружной поверхности, протягивание шпоночной канавки, фрезерование зубьев, шлифование наружной поверхности собранной фрезы, за­ тачивание режущих поверхностей ее зубьев ведут на различных оправках, т. е. базой при выполнении всех этих операций будет от­ верстие. При обработке хвостового режущего инструмента, сверл, разверток, зенкеров на многих операциях базами являются центры — наружные или внутренние, называемые центровыми отверстиями. Для образования центровых отверстий исходную заготовку зажимают за еще не обработанную наружную поверхность. В этом случае наружная поверхность является черновой базой, а центровые от­ верстия — чистовыми базами.

Таким образом, черновыми называются базы, применяемые при обработке заготовок на первых операциях; черновые базирующие поверхности предварительно не обрабатывают. Чистовыми называют базы, применяемые при всей последующей обработке; поверхности, принимаемые за чистовые базы, предварительно обрабатывают.

Чистовые базы разделяют на основные и технологические. Основ­ ными базами называют такие поверхности, которые ориентируют изделие — режущий инструмент в процессе его работы на станке. Например, у насадной фрезы чистовая база — отверстие; оно одно­ временно служит и основной базой, так как в процессе работы эта фреза насаживается на рабочую оправку. Технологическими-базами называют такие базы, которые ориентируют заготовку только в про­ цессе ее обработки. Центровые отверстия у хвостового инструмента являются технологическими базами, так как они нужны только в про­ цессе обработки. Примером технологической базы может также слу­ жить наружная поверхность у насадной фрезы после ее обработки на токарном станке.

§ 8. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Разработка технологического процесса изготовления режущего

иизмерительного инструмента включает следующие этапы:

1)обоснование типа производства согласно заданному годовому выпуску, виду изделия (например, сверла), типам изделий (например, сверла с цилиндрическим хвостовиком, сверла с коническим хво­ стовиком и т. д.) и типоразмерам (диаметры сверл);

2)изучение рабочего чертежа изделия и технических требований на его изготовление;

39

3)составление плана или последовательности обработки, выбор методов обработки и оборудования;

4)выбор баз для установки изделия при их обработке;

5)определение операционных размеров и допусков, определение общего припуска, выбор вида и размера заготовки и расчет массы заготовки;

6)проектирование маршрутных или операционных технологи­

7)окончательный выбор оборудования; выбор режущего и изме­ рительного инструмента и приспособлений;

8)техническое нормирование;

9)составление ведомостей на нормальный и специальный ин­ струменты и приспособления;

10)конструирование специального режущего и измерительного инструмента, приборов и приспособлений;

11)проектирование процесса технического контроля.

Форма карты для плана или последовательности обработки существует в двух вариантах. В табл. 13 дана упрощенная форма плана обработки. В ней указываются номера операций, содержание операций, оборудование. В табл. 14 приведена усложненная форма. В эту карту дополнительно включены графы 3 и 4.

Прежде чем приступить к разработке технологического процесса,, следует обосновать тип производства, так как он предопределит структуру технологического процесса. Далее технологу следует внимательно изучить чертеж изделия. Изучение чертежа изделия начинается с проверки размеров, наличия необходимых разрезов и сечений, допусков на размеры, данных о шероховатости поверх­ ности. В технических требованиях, приводимых в рабочем чертеже или в приложениях к нему, должны быть указаны данные о мате­ риале, термической обработке, содержании и месте маркирования, допустимых отклонениях размеров, биении и т. д. В процессе тща-' тельной и критической проверки рабочего чертежа и технических условий возникают вопросы, касающиеся тех или иных параметров. Все замечания и вопросы, возникающие при проверке рабочих чер­ тежей, технолог обсуждает с конструктором изделия, который должен внести соответствующие изменения и дополнения в рабочий чертеж изделия, если это вызывается необходимостью уточнения тех­ нологического. процесса. Только после этого приступают к состав­

40