ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

21. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ОТДЕЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Проектирование технологических процессов механической об­ работки начинается с тщательного изучения исходных данных проектирования: сборочного и рабочего чертежа изделия с соот­ ветствующими техническими условиями изготовления детали, чертежа заготовки и размеров программного задания. Изучаются также и такие дополнительные условия проектирования, как наличие или отсутствие оборудования, на котором предполагается осуществить изготовление проектируемого изделия, возможности модернизации оборудования, наличие производственных площадей для расширения производства, возможности применения совре­ менных видов заготовок.

После предварительного анализа исходных данных и разра­ ботки чертежа заготовки технолог приступает к непосредственному проектированию технологического процесса, включающему этапы работы, рассмотренные ниже.

Установление конструкторских и технологических баз

На основе анализа технических требований к изделию и усло­ вий его эксплуатации выявляются конструкторские и сборочные базы детали и устанавливаются технологические базы для всех предполагаемых операций ее обработки. Одновременно с этим устанавливается последовательность обработки отдельных по­ верхностей.

Эта работа начинается с выбора черновой базы. Во всех воз­ можных случаях в качестве черновой базы принимается совокуп­ ность поверхностей, удобных для установки и в дальнейшем необрабатываемых. Базирующие поверхности, образующие чер-

Второй способ базирования (по трем базирующим поверх­ ностям) обычно применяют при обработке крупных, тяжелых деталей, когда установка детали на пальцы с помощью крана затруднительна из-за перекосов.

При обоих методах базирования базирующие поверхности (плоскости и отверстия) должны быть сами обработаны с доста­ точно высокой точностью размеров и взаимного расположения. Эта задача решается на первых операциях, выполняемых от черновой базы.

На первых операциях определяется точность расположения обрабатываемых поверхностей относительно необрабатываемых, а также предопределяется равномерность распределения при­ пусков на отдельных обрабатываемых поверхностях. Неравно­ мерность распределения припуска на обрабатываемой поверх­ ности вызывает колебание величины отжатия в упругой системе СПИД, что ведет к потере точности обработки. Особенно вредной является неравномерность припуска на внутренних поверхностях детали. Это объясняется тем, что при обработке внутренних поверхностей обычно применяется режущий и вспомогательный инструмент (расточные резцы, борштанги, державки, виутришлифовальные шпиндели и т. п.), имеющие меньшую жесткость, чем инструмент, используемый для обработки наружных поверхностей (фрезы, строгальные резцы и т. п.). Поэтому при построении первых операций желательно обеспечить минимальную неравно­ мерность припусков на внутренних поверхностях, допуская боль­ шую неравномерность припусков на наружных поверхностях, обрабатываемых более жестким инструментом. С другой стороны, внутренние поверхности корпусных деталей и литые отверстия

выполняются при формовке с помощью стержней, проверяемых шаблонами, поэтому смещение их сравнительно невелико.

Указанные соображения делают целесообразным производить базирование корпусных деталей на первой операции самоцентрирующими механизмами по литым отверстиям или по внутренним поверхностям.

На рис. 136 приведен пример обработки блока цилиндров на первой операции, где в качестве черновой базы используются поверхности литых отверстий цилиндров (базирование на разжим­

и упор в торец лишают деталь еще двух степеней свободы (пово­ рот вокруг оси оправки и перемещение вдоль этой оси — точки 5—6).

Как видно из рис. 138, на первой операции обработки корпуса передней бабки токарного станка, выполняемой от черновой базы, удается провести обработку двух взаимно перпендикуляр­ ных плоскостей, которые на второй операции могут быть исполь­ зованы в качестве главной и направляющей базирующих поверх­ ностей. В этом случае на второй операции производится сверление м развертывание двух установочных отверстий, используемых при дальнейших операциях в качестве базирующих поверхностей (вместе с плоскостью, обработанной на первой операции). Таким образом, в этом случае весь комплект базирующих поверхностей, образующих технологическую базу корпуса, удается обработать за две первые операции, а не за три, как это бывает во многих случаях обработки подобных деталей.

Как видно из приведенных примеров, при назначении черно­ вой базы для обработки корпусных деталей иногда приходится

отказываться от выбора поверхности, остающейся на детали не­ обработанной. Это связано, как уже отмечалось, с необходимостью сократить неравномерность распределения припуска, особенно на внутренних поверхностях, возникающую из-за неточностей литья (в частности, из-за смещения в отливках внешних и внутрен­ них поверхностей). Если отливка получена с высокой точностью (литье цветных металлов под давлением или в кокиль), то надоб­ ность в базировании на первой операции по внутренним поверх­ ностям может отпасть и в качестве черновой базы можно исполь­ зовать наружные (и внутренние) поверхности, остающиеся необ­ работанными.

Базирование деталей типа дисков, шестерен, фланцев. Бази­ рование деталей типа дисков при их достаточной жесткости часто производят по торцовой поверхности, которая является в этом случае главной базирующей поверхностью, несущей на себе три опорные точки, и по цилиндрической поверхности (центрирующая поверхность, несущая на себе две опорные точки).

При фасонной поверхности детали и большой длине иногда возникает необходимость в создании специальных качающихся зажимных кулачков. В случаях, когда деталь базируется по длин­ ной втулке, ее торцовая поверхность теряет значение главной базирующей поверхности. Она становится упорной базирующей поверхностью, несущей на себе только одну опорную точку. Поверхность длинной втулки (наружная или внутренняя), несу­ щая на себе четыре опорные точки, приобретает значение двойной направляющей базирующей поверхности.

При обработке деталей типа дисков на базе отверстия, обрабо­ танного протягиванием, тонким растачиванием или шлифованием, и на базе обработанного торца отверстие играет роль центрирую­

надо обеспечить равномерный прижим торца детали к соответствую­ щей опорной плоскости приспособления. Практически часто цен­ трирование детали производится по отверстию на жесткой оправке, а ориентировка по торцу достигается прижимом ее к соответствую­ щему опорному торцу патрона плавающими самоустанавливающимися кулачками, магнитными или вакуумными прижимами.

Базирование деталей типа валов. Черновой базой при фре­ зеровании торцов валов и их зацентровке обычно служит цилин­ дрическая поверхность вала, устанавливаемая в двух самоцеитрирующих призмах, и торец вала (по откидному упору).

Последующая обработка валов осуществляется в центрах (искусственная вспомогательная база).

При обработке ступенчатых валов на настроенных стайках (многорезцовых, гидрокопировальных, миогопозиционных) для обеспечения точности линейных размеров необходимо преду­

смотреть при выполнении первой операции достижение требуемой точности глубины зацентровки и ее контроль. В тех случаях, когда дальнейшая обработка деталей производится с применением специальных пружинных центров-поводков, обеспечивающих под­ жим торца вала к соответствующему упорному торцу центраповодка, это требование не обязательно.

При обработке пустотелых валов базирующими поверхностями часто являются фаски, вытачиваемые на концах отверстий. В ка­ честве приспособлений в этом случае используются грибковые центры.

При обработке деталей типа валов в большинстве случаев удается осуществить принцип единства базы и все операции выпол­

тщательного шлифования и доводки центровых отверстий, для чего в настоящее время используются специальные центрошли­ фовальные и центродоводочные станки.

Однако в тех случаях, когда условия работы детали требуют очень точного взаимного расположения отдельных ее поверхностей (например, концентричность внутреннего конуса шпинделя станка по отношению к наружным шейкам, концентричность поверхности конуса иглы клапана по отношению к ее цилиндрической поверх­ ности и т. п.), обработка подобных поверхностей должна произво­ диться не на вспомогательных технологических базах (центровых отверстиях), а на основных технологических базах. В подобных случаях от применения принципа единства баз на этих особо точных операциях приходится отказаться.

На рис. 139 показана схема шлифования конуса шпинделя с базированием по поверхностям основных шеек в люнетах и вращением от гибкого поводка.

При необходимости обеспечения концентричности цилиндри­ ческих или конических поверхностей ступенчатых валиков в пре­ делах допусков в несколько микрон шлифование этих поверх­ ностей обычно производят не в центрах, а с базированием по соответствующим цилиндрическим поверхностям. Такой метод базирования не только обеспечивает высокую концентричность

соответствующих поверхностей, но и позволяет повысить точность геометрической формы цилиндрических поверхностей (по их овальности). Так, в частности, шлифуются очень точные валики прокатных станов для листовой прокатки и многие специальные детали.

Установление последовательности обработки

Последовательность обработки отдельных поверхностей дета­ лей в значительной степени определяется простановкой размеров, принятой в чертеже детали.

Поверхности детали, входящие в конструкторские и сборочные базы, должны связываться непосредственными размерами по

Для обеспечения взаимозаменяемой сборки верхней части лимба, в частности, для правильной установки червяка 5 по отношению к центральной плоскости верхнего зубчатого венца червячного колеса 4 необходимо при изготовлении основных деталей лимба (верхней части корпуса 1 и червячного колеса 4) обеспечить точное соблюдение размеров а (рис. 141) и в (рис. 142), определяющих взаимное расположение червяка 5 и зубчатого венца червячного колеса 4 в собранном узле.

Кроме указанных размеров, у деталей необходимо выдержать

отливка, полученная под давлением. Обработка этой детали на-

чинается на револьверном станке (рис. 143, а) с наиболее сложного контура детали, позволяющем максимально сконцентрировать операцию и обеспечить правильное взаимное расположение кон­

Крепление детали на первой операции осуществляется в обыч­ ном зажимном патроне (базирующие поверхности: торец F и короткая цилиндрическая поверхность Р). Торец детали А в этом случае используется в качестве настроечной базирующей поверх­ ности для обработки торцов В к С,

Рис. 143. Обработки верхней части лимба: а — первая опе­ рация; б — вторая операция

На второй операции (рис. 143, б) торец А является опорной базирующей поверхностью для обработки торца F, который сам затем используется в качестве настроечной базирующей поверх­ ности при обработке торцов Е и G.

Конструктивно важный размер а (рис. 144), входящий в рас­ четную размерную цепь, выдерживается на третьей операции от основной технологической базы, опорной базирующей поверх­

ности—торца А. Благодаря тому, что направление усилия зажима при закреплении детали перпендикулярно торцу А, погрешность

При определении последовательности обработки отдельных поверхностей детали кроме приведенных соображений, связанных с простановкой размеров и необходимостью получения точных

Рис. 145. Нарезание червячного колеса лимба: а — схема обра­ ботки колеса; б — приспособление для установки фрезы

размеров непосредственно от основных технологических баз, по возможности придерживаются следующих рекомендаций.

1.Из-за опасности перераспределения внутренних напряжений

ивызываемой этим деформации детали (это особенно существенно

для отливок и штамповок) обработку рекомендуется начинать с наименее точных поверхностей при снятии с них наибольших припусков. Обработку более точных поверхностей следует произ­ водить в последнюю очередь.