5. Оборудование должно быть высокопроизводительным и мощным, позволяющим сконцентрировать большое количество переходов, одновременно использовать большое число режущих инструментов, механизировать и автоматизировать вспомогательные работы.
6. Технологическая оснастка должна быть высокопроизводительной, эффективной, точной, с минимальным временем на установку и снятие заготовок.
7. Режущий и мерительный инструмент должен быть стандартным и широко распространенным.
8. Режимы резания должны быть оптимальными, т. е. при обработке максимально используют мощность станка и стойкость режущего инструмента.
9. Нормы времени должны быть технически обоснованными.
В соответствии с организационным принципом изготовление детали должно осуществляться в условиях, обеспечивающих максимальную эффективность производства, а именно:
1. Форма организации технологического процесса должна соответствовать типу производства.
2. Размещение оборудования на участке должно обеспечивать непрерывное изготовление изделия и минимально протяженные пути транспортировки.
3. Каждое рабочее место должно соответствовать требованиям научной организации труда и санитарно-гигиеническим нормам.
4. Обеспечение рабочих мест заготовками, инструментом, смазочно-охлаждающими жидкостями, уборкой стружки должно быть своевременным.
Для этой стадии проектирования рациональна определенная последовательность решений.
1. Составление укрупненного плана обработки заготовки, устанавливающего рациональную последовательность формообразующих операций. При этом в качестве отправной точки могут быть использованы заводской или типовой технологический процессы, либо рекомендации литературных источников о разделении технологического процесса на этапы с указанием их содержания и последовательность, либо укрупненная типовая схема рациональной последовательности этапов обработки заготовки, обобщающая многолетний опыт машиностроения.
2.Выявление конструкторских баз расположения поверхностей и отсчета координатных размеров и связей с ними исходных поверхностей заготовки и необрабатываемых поверхностей детали. Проверка возможности использования при базировании на первых операциях необрабатываемых поверхностей детали для материализации скрытых основных баз, а также исходных поверхностей заготовки в качестве технологических баз для обработки явных основных баз. Принятие предварительных решений (после выполнения первых операций) о возможности совмещения технологических баз с конструкторскими или о целесообразности применения специальных технологических баз.
3.Установление технологических комплексов поверхностей, представляющих собой совокупность поверхностей, которые следует обработать с единой установочной базы.
Одной из наиболее сложных и принципиальных задач проектирования технологических процессов механической обработки является назначение технологических и измерительных баз. От правильного выбора технологических баз в значительной мере зависят фактическая точность выполнения размеров, заданных конструктором; правильность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей; степень сложности приспособлений, режущих и измерительных инструментов; общая производительность обработки заготовок.
Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали, технические условия на ее изготовление, вид заготовки и состояние ее поверхностей, желаемая степень автоматизации. Перед выбором баз для конкретной операции необходимо четко сформулировать задачи, которые должны быть решены в результате выполнения данной операции. Эти задачи вытекают из чертежа и технических условий на изготовление данной детали.
Выбор баз производится исходя из размерных связей между поверхностями. Это находит отражение в принципах совмещения баз и постоянства баз, соблюдение которых обеспечивает формирование наиболее коротких размерных цепей.
Технологические базы должны иметь точность не ниже, чем у обрабатываемых поверхностей. Для большинства операций это требование соблюдается, и такие базы называют чистыми.
Исключение составляют первые операции каждого этапа, базы для которых подготовлены на предшествующем этапе и уступают по точности и качеству обрабатываемым поверхностям.
Это объясняется некоторой специфичностью задач решаемых на первой операции. Их можно определить следующим образом:
- установить связи, определяющие расстояния и повороты поверхностей, получающихся при обработке, относительно поверхностей остающихся необработанными;
- равномерно распределить имеющиеся припуски между обрабатываемыми поверхностями.
Выбору баз на первой операции предшествует определение поверхностей, которые будут использоваться в качестве баз на последующих операциях.
Черновые базы могут быть использованы на каждом этапе только один раз и для координации только одной из обрабатываемых поверхностей.
Почти всегда возможна реализация нескольких вариантов базирования. Но обычно при выборе баз руководствуются следующими рекомендациями:
1. Базы должны обладать достаточной протяженностью.
2. Заготовка должна занимать в приспособлении надлежащее ей положение под действием собственного веса, а не в результате приложения зажимных усилий.
3. Базовые поверхности должны быть чистыми для обеспечения однозначности базирования. Не допускается использовать поверхности со следами разъема штампов, литейных форм, остатками литниковой системы
Помимо формообразующих операций при составлении плана технологического процесса необходимо оговорить наличие термических, гальванических, слесарных, контрольных и других вспомогательных операций. Также необходимо установить технологические комплексы поверхностей, которые следует обрабатывать с одной установочной базы (обычно это поверхности, связанные жёсткими допусками на взаимное положение).
План технологического процесса в виде операционных эскизов составляют по рабочему чертежу детали. Такой план является результатом решения всех основных технологических задач. Им устанавливается границы между операциями и последовательность операций в техпроцессе, установочные и исходные базы, схемы закрепления заготовки.
Для данной детали полумуфта правая было признано наиболее целесообразным разбиение технологического процесса на пять этапов, а именно:
1. Заготовительный этап. Исходной заготовкой для получения детали полумуфты выберем пруток. На заготовительном этапе точность поверхностей соответствует 14 квалитету и шероховатость - Rz=80 мкм.
2. Черновой этап. На этом этапе производится первичное формообразование поверхностей полумуфты. Определяется общая конфигурация поверхностей. Этот этап в механической обработке характеризуется большой величиной снимаемых припусков, большими числами подач, большими силами резания при относительно невысоких скоростях резания. На черновом этапе используются станки с числовым программным управлением (ЧПУ), обеспечивающие приемлемую точность перемещения режущего инструмента с учетом достаточно сложной траектории движения при достаточно больших силах резания. При обработке данной детали наиболее характерная операция – токарная. При проектировании чернового этапа также учитывалась нежелательность совмещения в одной операции токарных и расточных переходов и соответственно инструментов. При проектировании чернового этапа соблюдалось правило единой установочной базы – на черновом этапе (как и во всем технологическом процессе изготовления) используются два комплекта установочных баз. Достигаемая точность поверхностей соответствует 11-12 квалитету при шероховатости поверхностей Rz=40 мкм.
3. На получистовом этапе уточняется форма поверхностей. Контур детали начинает приобретать формы, близкие к готовым. Ряд поверхностей на этом этапе обрабатываются окончательно и дальнейшей обработке не подлежат. После получистового этапа следует термообработка, призванная уменьшить напряжения в материале детали, возникающие при последующих операциях. При термообработке на поверхности детали может образовываться оксидная пленка, обладающая значительной твердостью. При этом могут возникать проблемы с дальнейшей обрабатываемостью детали металлическим инструментом. Для удаления окисной пленки с поверхности детали применяется травление в растворах щелочей или кислот. На получистовом этапе достигаемая точность соответствует 9-10 квалитетам, а шероховатость поверхности достигает Ra=2,5 мкм.
4. На чистовом этапе деталь приобретает форму максимально соответствующую готовому изделию. Большинство поверхностей приобретают параметры поверхности, заданные непосредственно рабочим чертежом детали. Наиболее характерны для этого этапа чистовые токарные и шлифовальные операции. Режимы резания на этом этапе характеризуются достаточно большими скоростями, при небольших величинах подач. Также сравнительно маленькую толщину имеют снимаемые припуски. На чистовом этапе достигается точность по 8-7 квалитетам и шероховатость Rа=1,25 мкм.
2.3 Расчёты, оптимизация и обоснование потребного количества технологических операций (переходов) формообразования поверхностей-представителей детали АД
Анализ назначения детали, ее конфигурации и конструктивных особенностей, обоснование возможного способа получения заготовки для заданной производственной программы и определение примерного объема механической обработки позволяют начать работу над проектированием технологического процесса.
При проектировании технологического процесса необходимо разработать графический план обработки заготовки, установить состав и последовательность операций, указав для каждой обрабатываемые поверхности, методы их обработки, характеристики точности и схемы установки.