Технологический процесс обработки деталей

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ

Технологический процесс — это часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. В результате выполнения технологических процессов изменяются физико-химические свойства материалов, геометрическая форма, размеры и относительное положение элементов деталей, качество поверхности, внешний вид объекта производства и т.д.

Технологический процесс непосредственно связан с обработкой деталей. Последовательность и способы обработки заготовок (деталей), содержащиеся в технологическом процессе, зависят от производственной программы, размеры которой определяют масштаб производства.

При производстве машин и их деталей применяются различные составные части технологических процессов: формование; литье; кузнечно-прессовая обработка; обработка резанием; гальванопластика; термическая, электрофизическая, электрохимическая, нанесение покрытия; слесарная подготовка, обработка и изготовление; сварка; пайка; склеивание; сборка; узловая сборка; общая сборка; контроль качества продукции; ремонт.

Технологический процесс выполняют на рабочих местах.

Рабочее место — часть цеха, в котором размещено соответствующее технологическое оборудование. Технологический процесс состоит из операций технологических и вспомогательных, например, технологический процесс обработки валика состоит из токарных, фрезерных, шлифовальных и других операций.

Технологическая операция — законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Операция охватывает все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми (собираемыми) объектами производства. В обычном производстве операцию выполняют на отдельном станке или сборочном оборудовании, в автоматизированном производстве на автоматической линии, которая представляет собой комплекс технологического оборудования. В зависимости от сложности технологического процесса число операций изменяется от одной до нескольких десятков и более. Операция является основным элементом производственного планирования и учета. Трудоемкость технологического процесса, число рабочих, обеспечение оборудованием и инструментом определяют по числу операций. К вспомогательным операциям относятся контроль деталей, их транспортирование, маркировка и другие работы. Технологические операции делят на технологические и вспомогательные переходы, а также на рабочие и вспомогательные ходы.

Описание операций технологического процесса изготовления или ремонта изделия в их технологической последовательности с соблюдением правил записи этих операций и их кодирования приводят в маршрутной карте. Например, операции обработки резанием разбиты на группы, которым присвоены определенные номера: 06-отделочная (хонинговальные, доводочные, полировальные, суперфинишные станки); 08-программная (станки с программным управлением); 12-сверлильная; 14-токарная; 16-шлифовальная.

Технологический переход — законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. При обработке резанием технологический переход представляет собой процесс получения каждой новой поверхности или сочетания поверхностей режущим инструментом. Обработку осуществляют в один или несколько переходов (сверление отверстия — обработка в один переход,, получение отверстия тремя последовательно работающими инструментами: сверлом, зенкером, разверткой-обработкой в три перехода).

При записи содержания операций в маршрутной карте используют установленные ключевые слова технологических переходов и их условные коды, например: 05-довести; 08-заточить; 18-полировать; 19-притирать; 29-супер- финишировать; 30-точить; 31-хонинговать; 33-шлифовать; 36-фрезеровать; 81-закрепить; 82-настроить; 83-переустановить; 90-снять; 91-установить.

Вспомогательный переход — законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и качества поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода. Например, установка обрабатываемой заготовки, ее закрепление, смена режущего инс трумента.

Переходы могут быть совмещены во времени за счет одновременной, обработки нескольких поверхностей детали несколькими режущими инструментами, например торца и отверстия. Их можно выполнять последовательно, параллельно (например, одновременная, обработка нескольких поверхностей на агрегатных или, многорезцовых станках) и параллельно-последовательно. Вспомогательные переходы записывают с использованием ключевых слов (выверить, закрепить, настроить, переустановить, переместить, проверить, смазать, снять, установить), обозначенных прописными буквами русского алфавита.

Рабочий ход — законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности или свойств заготовки.

Вспомогательный ход также представляет собой законченную часть технологического перехода, состоящую из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого перечисленными ее изменениями, но необходимого для выполнения рабочего хода. При обработке резанием в результате каждого рабочего хода с поверхности или сочетания поверхностей заготовки снимается один слой материала.

Для осуществления обработки заготовки устанавливают и закрепляют с требуемой точностью в приспособлении или на столе станка, при сборке — на сборочном стенде или другом оборудовании.

Устаноеом называют часть технологической операции, выполняемую при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. Операция может выполняться за один или несколько установов. Например, для токарной обработки вала или втулки, как правило, необходимы два установа.

Положение объекта производства относительно оборудования или инструмента изменяют поворотными и другими устройствами: В этом случае он занимает несколько различных позиций.

Позицией называют фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции (одного или нескольких переходов).

В зависимости от потребности в изделии его изготовляют в различных количествах. Организацию производства и характер технологического процесса изменяются в соответствии с количеством выпускаемых изделий и их трудоемкостью. Производство изделия по типу условно делят на единичное, серийное и массовое. Отнесение завода или цеха к тому или иному типу производства изделия является условным понятием потому, что на одном заводе или в цехе могут существовать различные типы производства, поэтому обычно называют исходя из преобладающего типа производства .

Изделие — любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии.

Деталь — изделие, выполненное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.

Читайте также:  Торцовочная пила с верхним столом и протяжкой

Сборочная единица, узел — изделие, составные части которого подлежат соединению между собой на предприятии-изготовителе на сборочных операциях.

Заготовка — предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготовляют деталь или неразъемную сборочную единицу (заготовку перед первой технологической операцией называют исходной). Материал исходной заготовки называют основным, а расходуемый при выполнении технологического процесса дополнительно к основному — вспомогательным.

Сборочный комплект — группа составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его сборочной единицы.

Полуфабрикат — изделие не прошедшее завершающую стадию обработки или сборки.

Качество продукции — совокупность свойств изделия (продукции), обусловливающих их пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с его назначением.

Технологические процессы механообработки металлоизделий в машиностроении разрабатываются с определенной целью:

  • для выбора наиболее оптимальной последовательности мехобработки болванки. При этом выбранная очередность операций должна соответствовать требованиям конструкторской документации;
  • для создания базы, на основе которой определяются нормы времени, затрачиваемого на обработку одной заготовки.

Техпроцесс механообработки — один из показателей, который обязательно нужно учитывать, проектируя производственный цех. При наличии более детальных технологических указаний конструктора могут спроектировать специальные приспособления, а также металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент.

Для современного машиностроительного производства характерно совершенствование проверенных установок, а не проектирование совершенно новых устройств, как думают многие. Все это обуславливает популяризацию техпроцессов, основу которых составляет опыт в практическом проектировании. Организация производства осуществляется таким образом, что главными ориентирами являются гибкие структуры, которые можно переналадить в краткие сроки.

Рабочий эскиз детали является основным документом, необходимым для разработки техпроцесса. Следует отметить, что тип производства и требования относительно качества детали оказывают непосредственное влияние на создание техпроцесса. Разработчики располагают каталогами, в которых представлена полная информация о технических и эксплуатационных свойствах металлорежущих станков, инструментов для механической обработки и контроля размеров, технологической оснастки.

Структура техпроцесса и особенности его оформления

Структура техпроцесса механообработки представлена двумя видами технологий:

  • операционной — благодаря операциям, состоящим из переходов и установ, данная технология считается более подробной, чем маршрутная;
  • маршрутной — это обобщенное описание очередности операций и их содержания.

Согласно ЕСТД в комплект технологической документации входит множество соответствующих карт. Их количество и тип устанавливается стандартами и производственными условиями.

Операционная технология оформляется на соответствующих картах, где описывается мехобработка всех поверхностей болванки.

Под картой эскизов подразумевается графическое изображение металлоизделия в виде, который будет иметь заготовка по завершению той или иной операции механической обработки. Следует отметить, что на операционном чертеже обозначаются:

  • поверхности, которые подвергаются механообработки (для этого используются толстые линии и порядковые номера). Если обработка отмеченных поверхностей осуществляется одинаковым инструментом и при одинаковых режимах резания, то в технологической карте будет содержаться число переходов, соответствующее количеству поверхностей, которые подвергаются мехобработке;
  • точность поверхностей, которые обрабатываются. Обозначается данный параметр квалитетом точности, шероховатостью, допусками отклонения формы;
  • базовые поверхности.

Карта эскизов разрабатывается для той или иной операции индивидуально.

Операционная технология мехобработки: специфика разработки

При выборе оптимального варианта очередности механообработки металлоизделия необходимо учитывать два основных фактора:

  1. тип производства;
  2. требования, которым должно соответствовать качество обработанной детали.

На предприятиях, специализирующихся на выпуске единичной продукции, технологические операции включают множество переходов и установов. Этим обуславливается необходимость часто сменять металлорежущий инструмент и настраивать его, что ведет к увеличению вспомогательного времени и другим последствиям.

Для предприятий, выпускающих детали сериями, характерны техпроцессы, в которых одноименные операции разделяются на основные и вспомогательные переходы. В одной операции не предусмотрена переустановка заготовки, а режущий инструмент меняется минимальное количество раз, из-за чего сокращается время на его подналадку.

Оценить требования, предъявляемые по отношению к качеству готовой детали, при создании техпроцесса мехобработки детали удастся, если учитывать ряд аспектов. К примеру, техпроцесс должен подчиняться структурной схеме. Каждый этап операционной технологии неразрывно связан с методом механической обработки и ее точностью. При необходимости получить поверхностный слой детали с твердостью более HRC 35 нужно в ходе работ сменить лезвийный инструмент абразивным.

Обработка дерева и металла

Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и определению состояния заготовки. В технологическом процессе должны быть указаны последовательность обработки, размеры заготовки L3 и Dз, припуски на обработку Ai и Дг (рис. 141, а), установочные и измерительные базы, способы крепления заготовки, вид приспособлений, потребность в режущем (рис. 14.1, г, д, е), вспомогательном (рис. 141, б, в) и измерительном (рис. 141, ж, з) инструменте.

Технологической операцией на зывают законченную часть технологического процесса обработки одной или нескольких деталей, которая выполняется на одном рабочем месте. Элементами технологической операции являются установ и переход. Установом называют часть технологической операции, выполняемую при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок. Операция может быть выполнена за один или несколько установов.

Технологический процесс изготовления детали пооперационно показан на рис. 142. Установка (рис. 143, а) и переустановка заготовки связана с ее раскреплением, переустановкой (рис. 143, б) и новым закреплением.

Переходом называют законченную часть технологической операции, выполняемую на одной из поверхностей заготовки одним и тем же режущим инструментом на установленном режиме резания.

На рис. 144 показано, как можно обработать деталь от начала до конца за две установки. Сначала рабочий уточняет чертеж детали (рис. 144, а), затем определяет припуски на обработку (рис. 144,6). При первой установке (рис. 144, в) осуществляется полная обработка заготовки с одной стороны и отрезание. Пока деталь не обработана по всем размерам с одной стороны и не отрезана, ее не снимают со станка. При второй установке (рис. 144,г) подрезают торец головки и обтачивают фаску.

Читайте также:  Потолочные инфракрасные обогреватели с терморегулятором для дачи

При механической обработке последовательно снимают слой металла с поверхности на каждой операции технологического процесса. Различают припуски общие zo, zo/2 и межоперационные z— Общий припуск — слой металла, снимаемый на всех операциях обработки. Межоперационный припуск — слой металла, удаляемый при выполнении одной операции. Припуск, указываемый на сторону (рис. 145, а), равен толщине снимаемого слоя. Иногда для цилиндрических деталей припуск указывают на диаметр (рис. 145, б), т. е. припуск равен двойной толщине снимаемого слоя.

Заготовку необходимо базировать для того, чтобы закрепить ее в трех взаимно перпендикулярных плоскостях XOY , XOZ и YOZ . На рис. 146 показано расположение шести точек базирования заготовки. Плоскость XOY называют установочной базой. На ней расположены три точки 1, 2 и 3, которые определяют положение установочной базы. При действии силы Ри эта база лишает заготовку трех степеней свободы — перемещения вдоль оси ZO и вращения вокруг осей ХО и OY. Плоскость XOZ называют направляющей базой. На ней расположены точки 4 и 5. При действии силы Рп эта база лишает заготовку еще чвух степеней свободы — перемещения вдоль оси OY и поворота вокруг оси ZO. Опорная база (точка 6), расположенная в плоскости YOZ , лишает заготовку последней, шестой степени свободы, а именно возможности перемещения вдоль оси ХО под действием силы Р.

Базой называют исходную поверхность, линию, точку или их совокупность, определяющие положение детали пр-и ее установке на станке и используемую для базирования. Конструкторской (рис. 147, а) называется база, которая определяет положение детали относительно другой детали в изделии. Конструкторские базы, от которых проставляют размеры детали на чертеже, называют основными. Технологическими (рис. 147, б) называют базы, которые определяют положение заготовки при установке ее в приспособлении в процессе обработки.

На рис. 148, а показана базовая поверхность цилиндрической заготовки, зажатой в трех точках самоцентрирующими кулачками, а на рис. 148,6—базовая поверхность цилиндрической заготовки, базирующейся по поверхности и зажатой тремя обратными самоцентрирующими кулачками. На рис. 148, в показано базирование цилиндрической заготовки по центровым отверстиям; на рис. 148, г — такое же базирование с использованием люнета 2. Способы базирования и крепления заготовок при обработке на токарном станке показаны на рис. 149.

Простановка размеров на чертежах. Документация на изготовление деталей включает в себя чертеж детали и технологическую карту на ее обработку. Размеры на чертежах бывают линейные и угловые. Линейные размеры (рис. 150, а) проставляют в миллиметрах, единицу измерения не указывают. Угловые размеры проставляют в градусах, минутах и секундах (рис. 150, б). Размеры на чертежах проставляют без учета масштаба изображения. Предельное отклонение на чертеже указывают в числовом выражении или в виде условного знака поля допуска (рис. 151, а). При нанесении размера диаметра детали перед числом ставят знак 0, а перед размером радиуса — буквы R или г (рис. 151,6).

Предельные отклонения размеров (линейных и угловых) указывают на чертежах. Предельные отклонения валов (рис. 152, а), отверстий (рис. 152, 6) и сопрягаемых элементов (рис. 152, в) могут быть указаны одним из трех способов: I — условными обозначениями полей допусков; II — числовыми значениями предельных отклонений; III — условными обозначениями полей допусков с указанием справа и в скобках числовых значений предельных отклонений (комбинированный способ). Предельные отклонения угловых размеров указывают только числовыми значениями (рис. 152, г). На поверхности с одним номинальным размером (рис. 152,(9), имеющей участки с разными предельными отклонениями, границу между участками обозначают сплошной тонкой линией А, а номинальный размер с соответствующими предельными отклонениями наносят для каждого участка отдельно.

Если необходимо задать выступающее поле допуска расположения (рис. 153), то после числового значения допуска указывают символ Р в кружке. Контур выступающей части нормируемого элемента ограничивают тонкой сплошной линией А, а длину и расположение выступающего поля допуска — размерами.

Если зависимый допуск связан с действительными размерами детали, то после числового значения допуска помещают символ М в кружке (рис. 154, а). Если зависимый допуск связан с действительными размерами базового элемента, то знак допуска ставят в третьей части рамки после буквенного обозначения базы (рис. 154, б) или без буквенного обозначения (рис. 154,в). Если зависимый допуск связан с действительными размерами рассматриваемого базового элемента, его условный знак проставляют после числового значения и буквенного обозначения базы (рис. 154, г) или без буквенного обозначения базы (рис. 154, д).

На рис. 154, е указан допуск 0,04 мм цилиндричности вала; на рис. 154, ж — допуск 0,01 мм круг-лости вала и допуск 0,08 мм профиля продольного сечения вала. На рис. 154,з показан допуск 0,03 мм перпендикулярности оси отверстия относительно торца; на рис. 154, w — допуск 0,1 мм радиального биения поверхности относительно общей оси поверхности А и Б; на рис. 154, к — допуск 0,1 мм торцового биения на диаметре 20 мм относительно оси поверхности А.

Единой системой допусков и посадок предусмотрены следующие основные термины и их определения (рис. 155). Размер — числовое значение линейной величины (диаметр, длина и др.) в выбранных единицах измерения. Действительный размер — размер, установленный измерением с допустимой погрешностью. Предельные размеры — два предельно допустимых размера, между которыми должен находиться или которым может быть равен действительный размер.

Читайте также:  Коптильня своими руками из трубы

Наибольший предельный размер — больший из двух предельных размеров. Наименьший предельный размер — меньший из двух предельных размеров. Номинальный размер — размер, относительно которого определяют предельные размеры и который служит началом отсчета отклонений.

Отклонение — алгебраическая разность между размером (действительным, предельным и др.) и соответствующим номинальным размером. Действительное отклонение — алгебраическая разность между действительным и номинальным размерами. Предельной отклонение — алгебраическая разность между предельным и номинальным размерами.

Различают верхнее и нижнее отклонения. Верхнее отклонение — алгебраическая разность между наибольшим предельным и номинальным размерами. Нижнее отклонение — алгебраическая разность между наименьшим предельным и номинальным размерами.

На рис. 156 показаны размеры вала диаметром 30Zo;2 мм. Номинальный размер 30 мм, наибольший предельный размер 29,9 мм, наименьший предельный размер 29,8 мм, допуск 29,9—29,8 = 0,1 мм; верхнее отклонение 0,1 мм; нижнее отклонение 0,2 мм. Линию NN, обозначающую номинальный размер, называют нулевой. Нулевая линия — линия, соответствующая номинальному размеру, от которой откладывают отклонения размеров при графическом изображении допусков и посадок. Если нулевая линия расположена горизонтально, то положительные отклонения откладываются вверх от нее, а отрицательные — вниз.

Допуск — разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами или абсолютная величина алгебраической разности между верхним и нижним отклонениями. Допуск системы (стандартный допуск) — любой из допусков, устанавливаемых данной системой допусков и посадок. В стандартах под словом «допуск» понимают «допуск системы». Поле допуска — поле, ограниченное верхним и нижним отклонениями. Поле допуска определяется величиной допуска и его положением относительно номинального размера. При графическом изображении поле допуска расположено между верхним и нижним отклонениями относительно нулевой линии.

Основное отклонение — одно из двух отклонений (верхнее или нижнее), используемое для определения положения поля допуска относительно нулевой линии (основным отклонением является отклонение, ближайшее к нулевой линии). Квали-тет — ступень градации значений допусков системы. Каждый квали-тет содержит ряд допусков, которые в системе допусков и посадок рассматривают как соответствующие одинаковой степени точности для всех номинальных размеров.

Вал — термин, применяемый для обозначения наружных (охватываемых) элементов деталей. Он относится не только к цилиндрическим деталям круглого сечения, но и к элементам деталей другой формы. Отверстие — термин, применяемый для обозначения внутренних (охватывающих) элементов деталей любой формы. Основной вал — это вал, верхнее отклонение которого равно нулю. Основное отверстие — это отверстие, нижнее отклонение которого равно нулю.

Посадка — характер соединения деталей, определяемый величиной получающихся в нем зазоров или натягов. Номинальный размер посадки — это размер, общий для отверстия и вала. Зазор — это разность размеров отверстия и вала, когда размер отверстия больше размера вала. Натяг — разность размера вала и отверстия до сборки, если размер вала больше размера отверстия. Посадка с зазором — посадка, при которой в соединении обеспечивается зазор. К посадкам с зазором относят также посадки, в которых нижняя граница поля допуска отверстия совпадает с верхней границей поля допуска вала или выше последней. Посадка с натягом — посадка, при которой в соединении обеспечивается натяг. Поле допуска отверстия в таких посадках расположено под полем допуска вала. Переходная посадка — посадка, при которой возможен как зазор, так и натяг. Поле допуска отверстия и вала в такой посадке перекрывается частично или полностью.

Определение зазора и натяга. Если деталь с отверстием диаметром 40+0-1 мм посадить на вал, диаметр которого 40Zo;2 мм, т. е. всегда меньше отверстия, то в соединении вала с отверстием получится зазор (рис. 157, а). В этом случае посадка будет с зазором, так как вал сможет свободно вращаться в отверстии. Если же диаметр вала 40^o:is мм (рис. 157,6), т. е. всегда больше данного отверстия, то для соединения вал придется запрессовать в отверстие и тогда в соединении получится натяг.

Наибольший зазор равен разности между наибольшим предельным размером отверстия и наименьшим предельным размером вала: 40,1—39,8 = 0,3 мм; наименьший зазор равен разности между наименьшим предельным размером отверстия и наибольшим предельным размером вала: 40 — 39,9 = 0,1 мм. Наибольший натяг равен разности между наибольшим предельным размером вала и наименьшим предельным размером отверстия: 40,2 — 40 = 0,2 мм; наименьший натяг равен разности между наименьшим предельным размером вала и наибольшим предельным размером отверстия: 40,15 — — 40,1 =0,05 мм.

Посадка в системе отверстия характеризуется тем, что в ней для всех посадок одного и того же квали-тета, отнесенных к одному и тому же номинальному диаметру, предельные размеры отверстия остаются постоянными. Осуществление различных посадок достигается путем соответствующего изменения предельных размеров вала. В системе отверстия номинальный размер является наименьшим предельным размером (рис. 158, а).

Система вала характеризуется тем, что в ней для всех посадок одного и того же квалитета, отнесенных к одному и тому же номинальному диаметру, предельные размеры пала остаются постоянными. Осуществление различных посадок достигается путем соответствующего изменения предельных размеров отверстия. В системе вала номинальный размер является наибольшим предельным размером вала (рис. 158,6). Обе стороны являются несимметричными, причем допуск отверстия в системе отверстия всегда будет направлен в сторону увеличения диаметра отверстия (в тело), а допуск вала в системе вала в сторону уменьшения диаметра вала (в тело).