2198

Основы технологии машиностроения

Конспект

Производство и промышленные технологии

Характеристики машиностроительных производств. Средства выполнения технологических процессов. Требования к оформлению иллюстраций технологического процесса. Погрешность установки детали в приспособлении. Качественная оценка технологичности конструкции детали (изделия).

Русский

2013-01-06

1.22 MB

637 чел.

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский государственный технический университет – УПИ»

Нижнетагильский технологический институт (филиал)

Основы технологии машиностроения

Конспект лекций

для студентов специальностей 151001 – Технология машиностроения,

150404-Металлургические машины и оборудование,

170103-Средства поражения и боеприпасы,

190202-Многоцелевые гусеничные и колесные машины

Часть I

Нижний Тагил

2007

УДК 621.9

Составитель: Т. М. Гаврилова

Научный редактор: проф., д-р техн. наук В. Ф. Пегашкин

Основы технологии машиностроения : конспект лекций в 2 ч. Ч. 1. /
сост. Т. М. Гаврилова ; Нижнетагил. технол. ин-т (фил.) УГТУ-УПИ. – Нижний Тагил, 2007. – 93 с.

Конспект лекций предназначен для использования при изучении дисциплины «Основы технологии машиностроения».

Может быть полезен при выполнении расчетно-графической работу по дисциплине «Основы технологии машиностроения», курсового проекта по дисциплине «Технология машиностроения», при подготовке к итоговому междисциплинарному экзамену и при выполнении выпускной квалификационной работы.

Кафедра «Общее машиностроение»

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет – УПИ»

Нижнетагильский технологический

институт (филиал), 2007

Т. М. Гаврилова, составление 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Типы машиностроительного производства……………………….… 4

1.1. Характеристики машиностроительных производств……………….………….. 4

1.2. Определение типа производства и его организационной формы……………… 6

2. структура технологического процесса……………………………… 8

2.1. Виды технологических процессов……………………………………………….. 8

2.2. Средства выполнения технологических процессов…………………………..… 11

2.3. Структура технологических операций………………………………………….. 11

2.4. Правила записи операций и переходов обработки резанием…………………... 14

2.5. Требования к оформлению иллюстраций технологического процесса………… 17

2.6. Требования к оформлению наладок на операции………………………..….….. 20

2.7. Правила указания технологических размеров…………………………………. 21

2.8. Примерная последовательность операций технологического процесса……….. 26

3. Технологическое обеспечение технических требований

чертежа……………………………………………………………………………..

27

4. базирование и базы в машиностроении……………………………… 29

4.1. Виды баз…………………………………………………………………………… 29

4.2. Черновые и чистовые базы………………………………………………………. 38

4.3. Погрешность установки детали в приспособлении……………………………… 41

5. Технологичность конструкции изделия………………………………. 48

5.1. Общие сведения…………………………………………………………………… 48

5.2. Качественная оценка технологичности конструкции детали изделия………. 51

5.3. Количественная оценка технологичности конструкции детали изделия)……. 54

6. Припуски на механическую обработку………………………………. 56

Библиографический список………………………………………………….... 64

Приложение 1………………………………………………………………………... 67

Приложение 2……………………………………………………….………………… 68

Приложение 3………………………………………………………………………..... 69

Приложение 4………………………………………………………………………….. 78

Приложение 5………………………………………………………………………... 80

Приложение 6……………………………………………………….……………….. 81

1. Типы машиностроительного производства

  1.  Характеристики машиностроительных производств

Машиностроительным производством называется производство с преимущественным применением методов технологии машиностроения при выпуске изделия.

Вид производства – классификационная категория производства, выделяемая по признаку применяемого метода изготовления изделия. Видами производства являются литейное, штамповочное, сварочное, механическое и т.д.

Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В машиностроении различают следующие типы производств: единичное, серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное), массовое 1, 18, 20, 27, 30, 32.

Единичное производство характеризуется выпуском деталей (изделий), повторное изготовление которых не предусматривается. В данном производстве используется универсальные средства технологического оснащения: станки, стандартный универсальный режущий инструмент, средства измерений (штангенинструменты, микрометры), технологическая оснастка (патроны, тиски с ручным проводом, универсально сборные приспособления (УСП).

Оборудование в цехе располагается по группам станков.

В качестве заготовок используется сортовой прокат; отливка, изготовленные методами литья в песчаные формы, в землю с ручной формовкой; поковки, получаемые свободной ковкой.

Разрабатывается маршрутное описание технологического процесса. Построение операций технологического процесса осуществляется по методу последовательной концентрации операций. Деталь передается на другой вид оборудования для дальнейшей обработки только в том случае, если данный метод обработки завершен полностью и полностью использованы технологические возможности станка.

Квалификация рабочих – высокая. Также высокая себестоимость изделия.

В серийном производстве выпуск деталей, изделий осуществляется периодически повторяющимися партиями. Периодом запуска партии в производство может быть декада, месяц, квартал, полугодие, год. В крупносерийном производстве возможен ежедневный или еженедельный запуск деталей в производство.

В качестве технологического оборудования используются специализированные станки: многорезцовые, револьверные, станки с ЧПУ. В мелкосерийном производстве возможно применение универсального оборудования; в крупносерийном – агрегатных станков, одношпиндеольных автоматов, многошпиндельных полуавтоматов.

Технологическая оснастка – переналаживаемые приспособления, универсально-наладочные приспособления, сборно-разборные приспособления. Возможно использование специальных приспособлений в крупносерийном производстве. Привод приспособлений в мелкосерийном производстве – ручной; в крупносерийном – механизированный.

В качестве средств измерений применяют стандартные калибры и шаблоны, а также возможно использование универсальных средств измерения.

Характер заготовок – сортовой прокат; отливки, получаемые методами литья в песчаные земляные формы с машинной формовкой, литья по выплавляемым моделям, литья в оболочковые формы, литья в кокиль (если размер партии заготовок приблизительно равен или кратен стойкости кокиля); поковки, штампуемые в открытых штампах.

В серийном производстве осуществляется дифференциация операций по группам станков. Возможны следующие принципы построение операций технологического процесса:

  1. Принцип последовательной концентрации операций (станки с ЧПУ, станки типа «обрабатывающий центр»).
  2. Принцип параллельно-последовательной концентрация операций (револьверные станки, многорезцовые станки, агрегатные станки).

В массовом производстве производится постоянный выпуск деталей (изделий) одного наименования, типоразмера и исполнения.

Для выполнения операций технологического процесса используют специальные станки для отдельных операций, копировальные, агрегатные, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, станки типа «обрабатывающие центры» с ЧПУ, автоматические линии на базе вышеуказанного оборудования. В отдельных случаях для выполнения элементарных операций возможно применение универсального и специализированного оборудования. Технологическая оснастка –  специальные приспособления с использованием механизированных приводов; многоместные приспособления. Режущий инструмент и средства измерения – специальные.

В качестве заготовок используют прокат специального профиля; отливки, получаемые литьем в кокиль, центробежным литьем, литьем под давлением; поковки, изготавливаемые штамповкой в закрытых штампах, штамповкой взрывом, ультразвуковой штамповкой и др.

Оборудование располагается по потоку, в последовательности выполнения технологических операций.

Рабочие специализируются на выполнении определенной операции. Себестоимость изделий значительно ниже, чем единичном и серийном производстве.

В массовом производстве возможны следующие принципы построение операций технологического процесса:

  1.  Принцип дифференциации операций обработки, то есть разделение операций на элементарные с приблизительно равным штучным временем на каждой операции (например, с использованием специального или агрегатного оборудования).
  2.  Принцип параллельной концентрация операций обработки на одном станке с максимальным использованием его технологических возможностей (многошпиндельные станки, агрегатные станки параллельного действия).
  3.  Принцип параллельно-последовательной концентрация операций (агрегатные станки последовательного действия).

1.2. Определение типа производства и его организационной формы

Тип производства и его организационная форма определяются в следующей последовательности:

на основании конструктивных особенностей детали и известной программе выпуска деталей (изделий) в год предварительно определяют тип производства, используя табл. П. 1.1;

для предварительно принятого типа производства разрабатывают операционный технологический процесс;

рассчитывают режимы резания, нормы времени, определяют необходимое количество станков для выполнения каждой операции технологического процесса;

рассчитывают коэффициент закрепления операций КЗО, который характеризует тип производства [18, 27, 30];

,

где - число всех технологических операций, необходимых для выпуска детали (изделия);

- число рабочих мест или технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия).

по найденному значению коэффициента закрепления операций уточняют тип производства:

 КЗО = 1 – массовое;

 КЗО - свыше 1 до 10 – крупносерийное;

КЗО - свыше 10 до 20 – среднесерийное;

КЗО - свыше 20 до 40 –мелкосерийное;

 КЗО – свыше 40 –единичное.

при несоответствии изначально принятого по табл. П. 1.1 типа производства и уточненного по коэффициенту закрепления операций, вносят необходимые корректировки в технологический процесс;

 устанавливается форма организации технологического процесса. В соответствии с [10, 18] выбирают форму организации технологических процессов: групповую или поточную.

При групповой форме организации производства запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью, что является признаком серийного производства. В этом случае определяется количество деталей в партии для одновременного запуска, шт.:

,

где N – годовая программа выпуска деталей (изделий), шт;

КЗ – коэффициент запаса, (число дней, на которое необходимо иметь запас деталей на складе для обеспечения бесперебойной работы сборочного цеха);

FЭ – эффективный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия) в днях, FЭ = 253 дня.

Величина коэффициента запаса определяется типом производства и указана в табл. П. 1.2.

Поточная форма организации технологических процессов подразделяется на одно-номенклатурную и многономенклатурную поточные линии. В этом случае определяется тип линии и такт выпуска деталей (изделий) 27.

Для поточного производства главной характеристикой является производственный такт ТВ – интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типоразмера и исполнения.

Такт выпуска определяется в минутах по соотношению:

,

где FД – действительный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия) в часах;

m – число рабочих смен в сутки;

N – годовая программа выпуска деталей (изделий), шт.

Действительный годовой фонд времени работы технологического оборудования FД при двухсменной работе (m=2) и с учетом потерь на ремонт для различных групп оборудования приведен в табл. П. 1.3.

2. структура технологического процесса

2.1. Виды технологических процессов

Производственный процесс – совокупность всех действий людей и предметов труда, необходимых на данном предприятии для производства или ремонта изделий.

Структурными элементами производственного процесса являются технологические процессы, выполняемые последовательно и (или) параллельно.

Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

Структурными единицами технологического процесса являются технологические операции.

Классификация технологических процессов представлена на рис. 1.

Маршрутное описание технологического процесса – сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

Маршрутное описание содержания операций применяют в единичном и опытном производстве на соответствующих формах маршрутных карт 8. Пример маршрутного описания технологического процесса приведен в приложении 2.

Операционное описание технологического процесса – полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов.

Операционное описание содержания операций применяют в крупносерийном и массовом производстве на соответствующих формах операционных карт 10, 11. Допускается применять операционное описание отдельных операций в единичном и опытном производстве.

Маршрутно–операционное описание технологического процесса – сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.

Маршрутно–операционное описание технологического процесса используют в серийном производстве.

Виды технологических процессов

По детализации описания операций

По форме организации производства

По уровню

достижения науки

и техники

По степени

унификации

По содержанию

операции

По методам

обработки

Маршрутное описание

Маршрутно-операционное описание

Операционное описание

Единичный

Групповой

Типовой

Комплексный

Перспективный

Проектный

Рабочий

Стандартный

Временный

Механической обработки

Сварки, пайки

Литья

Термической обработки

Формообразования из

полимерных материалов

Нанесение покрытий

Контроля, испытаний

………

………

………

обработка резанием

обработка давлением

Рис. 1. Классификация технологических процессов

Единичный технологический процесс – технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.

Типовой технологический процесс – технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой технологический процесс – технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Типовые и групповые технологические процессы разрабатывают, как правило, для серийного производства деталей (изделий).

Перспективный – технологический процесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления, которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии в перспективе.

Проектный – технологический процесс, выполняемый по предварительному проекту технологической документации для проверки способов изготовления изделий, подлежащих постановке на производство в недалеком будущем. 

Рабочий – технологический процесс, выполняемый по рабочей технологической и конструкторской документации.

Стандартный – технологический процесс, установленный стандартом.

Временный – процесс, применяемый на предприятии в течение ограниченного периода времени из-за отсутствия надлежащих материалов, ремонта оборудования или в связи с аварией.

Комплексный – технологический процесс, содержащий комплекс операций по погрузочно–разгрузочным работам.

Обработка – действие, направленное на изменение свойств предмета труда при выполнении технологического процесса.

Механическая обработка – обработка давлением или резанием.

Обработка давлением – обработка, заключающаяся в пластическом деформировании или разделении материала. Разделение материала происходит давлением без образования стружки.

Поверхностное пластическое деформирование – обработка давлением, при которой пластически деформируется только поверхностный слой материала.

Обработка резанием – обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки.

Образование поверхностей сопровождается деформированием и разрушением поверхностных слоев материала.

  1.  Средства выполнения технологических процессов

Средства технологического оснащения – совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса.

Технологическое оборудование – средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка.

Примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т.д.

Технологическая оснастка – средства технологического оснащения, дополняющее технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.

Примерами технологической оснастки являются режущий инструмент, штампы, приспособления, калибры, пресс-формы, модели, литейные формы, стержневые ящики и т.д.

Приспособление – технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции.

Инструмент – технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Состояние предмета труда определяется при помощи меры и (или) измерительного прибора.

2.3. Структура технологических операций

Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Различают следующие виды технологических операций.

Типовая технологическая операция – технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологических переходов для группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповая технологическая операция – технологическая операция совместного изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Структурными единицами технологической операции являются технологический переход, вспомогательный переход, позиция, рабочий ход, вспомогательный ход, прием, наладка и подналадка.

Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода.

Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Поворот детали на какой-либо угол или переустановка для обработки другого торца является новым установом.

Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.

Установленная и закрепленная на поворотном столе заготовка подвергаемая сверлению, рассверливанию, зенкерованию и развертыванию, имеет один установ, но с каждым поворотом стола будет занимать новую позицию. На многошпиндельных станках заготовка при одном ее закреплении занимает различные позиции относительно станка. Заготовка перемещается в новое положение вместе с зажимным устройством (шпиндельным блоком).

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

Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода.

Прием – законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.

Наладка – подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. Примеры оформления наладок на операции приведены в прил. 3, 4.

Подналадка – дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.

Технологический процесс можно построить по принципу концентрированных или дифференцированных операций.

Концентрированной технологической операцией называют такую операцию, которая включает в себя большое количество технологических переходов. Как правило, данная операция имеет многоинструментальную наладку. Пределом концентрации операций является полная обработка детали на одной операции.

Различают три основных вида концентрации операций 18.

  1.  Последовательная концентрация операций. При этом переходы выполняются один за другим (каждый инструмент выполняет свой рабочий ход последовательно один за другим).
  2.  Параллельная концентрация операций. В этом случае переходы совмещены в один сложный переход, то есть выполняются одновременно (все инструменты совершают рабочий ход одновременно).
  3.  Параллельн-последовательная концентрация операций. В данном случае последовательно одновременно обрабатываются несколько поверхностей.

Дифференцированной называют операцию, состоящую из минимального количества переходов. Пределом дифференциации является выполнение технологической операции, состоящей из одного перехода.

Классификация технологических операций создает предпосылки для стандартизации операций и автоматического проектирования технологических процессов на основе единства обозначений технологических операций при изготовлении изделий машиностроения и приборостроения.

Классификатор технологических операций машиностроения и приборостроения 16 устанавливает основные положения и систему классификации и кодирования технологических операций, а также структуру кода технологической операции (рис. 2).

   XX  ХХ

Наименование операции

     Вид технологического процесса по методу выполнения

Рис. 2. Структура кода технологической операции

Технологические операции обработки резанием классифицируют по признаку рабочего места, то есть по наименованию применяемого оборудования - станка.

Классификатор технологических операций следует применять при технологической подготовке и управлении производством совместно с другими классификаторами технико-экономической информации для формирования кодов технологических операций.

2.4. Правила записи операций и переходов обработки резанием

Наименование операции обработки резанием присваивается по виду применяемого для ее исполнения технологического оборудования и записывается именем прилагательным в именительном падеже (за исключением операции «Галтовка»). Наименование операций следует записывать в соответствии с классификатором технологических операций машиностроения и приборостроения 16.

В содержании операции должны быть отражены все необходимые действия, выполняемые в технологической последовательности исполнителе или исполнителями, по обработке изделий или его составных частей на одном рабочем месте. В случае выполнения на одном рабочем месте прочих видов работ (кроме обработки резанием), выполняемых другими исполнителями, их действия также следует отражать в содержании операции.

При записи содержания перехода допускается полная или сокращенная форма записи.

В содержание перехода (операции) при его полной записи должно быть включено 9:

  1.  ключевое слово, характеризующее метод обработки, выраженное глаголом в неопределенной форме (например, обточить, точить, расточить, сверлить, рассверлить, зенкеровать, развернуть, протянуть, нарезать, отрезать, фрезеровать, долбить, строгать, закруглить, хонинговать, шевинговать, шлифовать, центровать, накатать, закрепить, установить, переустановить, снять, выверить, поджать, смазать, контролировать и т.п.);
  2.  наименование обрабатываемой поверхности конструктивных элементов или предметов производства (например, поверхность, отверстие, цилиндр, конус, контур, сфера, торец, фаска, лыска, паз, галтель, канавка, выточка, резьба, рифление, зубья, червяк, заготовка, деталь и т. п.);
  3.  информация по размерам или их условным обозначениям;
  4.  дополнительная информация:
  5.  характеризующая количество одновременно или последовательно обрабатываемых поверхностей, характер обработки (например, последовательно, одновременно, по копиру, по программе, с подрезкой торцев, по разметке и т.п.);
  6.  уточняющая название обрабатываемой поверхности или конструктивного элемента (например, внутренняя, наружная, глухое, сквозное, кольцевая, коническая, криволинейная, фасонная, шлицевый, шпоночный, Т-образный и т.п. );
  7.  указывающая заключительные действия (например, предварительно, окончательно);
  8.  при неполном изложении информации в текстовой части (например, согласно чертежу, согласно эскизу).

Порядок формирования полной записи содержания перехода можно условно выразить в виде кода, представленного на рис. 3.

Полную запись следует выполнять при необходимости перечисления всех выдерживаемых размеров. Данная запись характерна для промежуточных переходов, не имеющих графических иллюстраций. В этом случае в записи содержания перехода следует указывать исполнительные размеры с их предельными отклонениями.

Например:

  1.  Обточить поверхность, выдерживая d=40 – 0,34 и l=100±0,6.

Рис. 3. Код для полной записи содержания перехода

(операции маршрутного описания)

Допускается в записи содержания переходов применять дополнительную информацию. Порядок записи дополнительной информации в этом случае должен соответствовать коду записи, представленному на рис. 3.

Сокращенную запись следует выполнять при условии ссылки на условное обозначение конструктивного элемента обрабатываемого изделия. Данная запись выполняется при достаточной графической информации.

Например:

  1.  Точить канавку 1.

Порядок формирования сокращенной записи содержания перехода можно условно выразить в виде кода, представленного на рис. 4.

Рис.4. Код для сокращенной записи содержания перехода

Технологические переходы нумеруются арабскими цифрами. Нумерация сохраняется только в пределах одной операции.

Запись вспомогательных переходов следует выполнять в соответствии с указанными выше правилами для технологических переходов.

Вспомогательные переходы нумеруются прописными буквами русского алфавита. Нумерация сохраняется только в пределах одной операции.

Запись вспомогательных переходов следует формировать в соответствии с классификатором технологических переходов машиностроения и приборостроения 17.

Запись вспомогательных переходов допускается не выполнять:

  1.  при маршрутном описании технологических операций;
  2.  при операционном описании и применении карты эскизов или соответствующих операционных карт, имеющих место для графического изображения обрабатываемой заготовки с указанием условных обозначений применяемых баз и опор 6, 14.

Указанные выше требования не распространяются на запись вспомогательных переходов, предусматривающих переустановку заготовок (деталей) при отсутствии соответствующих графических изображений и условных обозначений применяемых баз и опор. В данном случае следует выполнять соответствующую запись.

Например:

Б. Переустановить и закрепить деталь.

Установление полной или сокращенной записи содержания операций (переходов) для каждого случая определяется разработчиком.

При формировании записи содержания перехода (операции) необходимо стремиться к оптимизации информации.

Примеры записи технологических и вспомогательных переходов приведены на рис. 5, 7-12.

Позиции нумеруются римскими цифрами. Нумерация сохраняется только в пределах одной операции.

2.5. Требования к оформлению иллюстраций

технологического процесса

Общие требования к оформлению графических документов технологических процессов изложены в 5, пример выполнения эскиза на операцию обработки резанием приведен на рис. 5.

Рис. 5. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов

при обработке на многорезцовых полуавтоматах

Графические изображения следует применять совместно с текстовым описанием технологического процесса и операций или других технологических действий, связанных с изготовлением изделий.

Графические изображения следует выполнять на формах карт эскизов по ГОСТ 3.1105-84 или в соответствующих зонах форм операционных карт по ГОСТ 3.1406-86, или в других документах, установленных стандартами.

При оформлении иллюстраций технологического процесса следует руководствоваться следующими требованиями.

  1.  Изображения заготовок (деталей) должны быть представлены в их рабочем положении, то есть, таким образом, как они установлены на станке во время обработки при выполнении данного перехода (операции). Именно так видит их рабочий с рабочего места. Это главный вид заготовки (детали) на иллюстрации. Главный вид на иллюстрации может не совпадать с главным видом на чертеже детали.
  2.  Количество видов заготовки (детали) должно быть минимальным, но достаточным для полного представления процесса обработки, указания всех обрабатываемых на данном переходе (операции) поверхностей.
  3.  Изображение детали следует выполнять после обработки на данной операции или переходе.
  4.  Изображение детали следует выполнять без соблюдения масштаба, но с примерным выдерживанием пропорций (графических элементов).
  5.  Поверхности детали, подлежащие обработке, следует выделять красным цветом или линией, толщиной 2S.
  6.  Обрабатываемые поверхности нумеруют арабскими цифрами в порядке их обработки. Порядковый номер размера или конструктивного элемента обрабатываемой поверхности следует проставлять в окружности диаметром 6…8 мм и соединять с размерной или выносной линией (рис. 5).

По возможности номера обрабатываемых поверхностей или конструктивных элементов должны быть на одном уровне по периметру зоны, в которой помещен эскиз.

Нумерация поверхностей или конструктивных элементов должна быть в пределах одной операции. Номера одной и той же обрабатываемой поверхности или конструктивного элемента, встречаемых в различных операциях, могут быть неодинаковыми.

Если поверхность на одной операции обрабатывается несколько раз на различных переходах, то номер поверхности за ней сохраняется.

  1.  Для сложных криволинейных поверхностей, имеющих множество размеров, которые должны быть выдержаны в случае применения средств технологического оснащения (станки с ЧПУ, гидросуппорты, копиры и т.п.), следует приводить условное обозначение их поверхности с использованием выносной линии со стрелкой в соответствии с рис. 6. В этом случае на эскизе показывают только основные базовые размеры.

Рис. 6. Условное обозначение сложных поверхностей

на иллюстрациях технологического процесса

  1.  При указании справочных размеров достаточно на эскизе отметить их знаком «*» без приведения текстовой записи «Размеры для справок».
  2.  В случае если операция содержит несколько установов или позиций, то для каждого установа (позиции) выполняется самостоятельное графическое изображение.
  3.  При необходимости в левой верхней части эскиза указавается обозначение установа или позиции, например: «Установ А», «Позиция III».

Допускается подчеркивание информации по установам и позициям.

  1.  Графическое изображение выполняется для каждого технологического перехода установа.

Для позиции выполняется одно графическое изображение, в том числе и в случае когда на одной позиции обработка осуществляется одновременно с продольного и поперечного суппорта.

  1.  Инструмент изображается в конечном рабочем положении (после выполнения перехода).

Цельные инструмент из быстрорежущей стали вычерчивается синим цветом. У инструментов с напайными пластинами синим цветом выделяется только пластина. Абразивный инструмент также изображается синим цветом полностью.

Допускается изображение инструмента приводить упрощенно (рис. 5).

  1.  На иллюстрации указывается схема базирования и закрепления детали условными знаками в соответствии с 6.
  2.  На иллюстрации технологического процесса указываются все движения, совершаемые деталью, инструментом, подвижными частями станка.
  3.  На иллюстрации указываются все технологические размеры и их предельные отклонения, которые выдерживаются при выполнении перехода (операции). Предельные отклонения размеров указывают только в виде числовых значений.
  4.  На иллюстрации технологического процесса указываются допуски формы и расположения поверхностей, которые обеспечиваются при выполнении перехода (операции).
  5.  На иллюстрации технологического процесса указывается шероховатость обрабатываемых поверхностей, причем указывается та шероховатость, которая обеспечивается при выполнении данного перехода. В случае если несколько обрабатываемые поверхности имеют одинаковую шероховатость, то ее значение указывают в правом верхнем углу эскиза.
  6.  При необходимости в зонах для эскизов допускается помещать таблицы и соответствующие технические требования.

Построение таблиц следует выполнять от правой нижней части зону документа, выдерживая шаг строки, равной 8,5 мм.

Ширину заголовков и подзаголовков таблиц следует выбирать из расчета оптимального размещения вносимой информации.

Технические требования следует располагать над таблицей.

2.6. Требования к оформлению наладок на операции 8

  1.  Наладка на операцию является сборочным чертежом и основным документом для настройки приспособления и режущего инструмента.

Наладка выполняется с соблюдением масштаба, к ней составляется спецификация в соответствии с требованиями ЕСКД.

  1.  Установочно-зажимные приспособления (патроны, тиски, центра, прихваты и т.д.) вычерчиваются в разрезе с указанием их внутренней конструкции, чтобы был понятен принцип работы.

Допускается представление установочно-зажимных приспособлений в разрезе только на графическом изображении к I-ой позиции. На последующих позициях следует опоры и зажимы указывать в соответствии с 6.

  1.  На наладке указывается способ крепления инструмента. В случае если на главном виде нельзя показать способ крепления инструмента, выполняют дополнительные сечения (например, при креплении резцов).
  2.  Сверху чертежа наладки указывается номер операции, код, наименование, под ними – модель станка.
  3.   На наладке выполняются таблица технологических режимов и карта наладки (для станков с ЧПУ).

Последние две графы таблицы – основное и вспомогательное время на выполнение операции.

Перечень технологических режимов, указываемых в таблице должен соответствовать перечню для соответствующего метода обработки.

  1.  Остальные требования к оформлению наладок на операции аналогичные требованиям к иллюстрациям технологического процесса.

2.7. Правила указания технологических размеров

Технологические размеры – это размеры, указанные на наладке на операцию и служащие для настройки режущих инструментов относительно технологической базы. От способа настройки режущих инструментов, а, следовательно, и назначения технологических размеров зависит точность обработки.

Технологический размер определяется как расстояние от установочной базы до края режущей кромки инструмента в конечном положении (после окончания обработки).

Существует ряд особенностей указания технологических размеров при настройке инструмента на различном оборудовании.

  1.  При обработке деталей на универсальных станках ход режущего инструмента определяется по лимбу, а настройка инструмента осуществляется от «первой риски». Рабочий определяет величину перемещения режущего инструмента по лимбу от торца детали, который и будет являться технологической базой (рис. 7).

Рис. 7. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов

при обработке на универсальных станках

  1.  Обработка на револьверных, многорезцовых и многошпиндельных токарных полуавтоматах. На станках данных групп возможны различные варианты настройки режущих инструментов:

- каждый инструмент наладки настраивается от установочной базы (рис. 8 вариант I, рис. 7 вариант I);

  1.  настройка инструментов друг относительно друга и находящихся в одном инструментальном блоке (на одном суппорте) (рис.8, вариант II, III);
  2. настройка инструментов друг относительно друга и находящихся в различных инструментальных блоках (на продольном и на поперечном суппорте) (рис. 9, вариант III);
  3. комбинированная настройка инструментов (рис. 8, вариант II, III, рис. 9 вариант II, III).

Рис. 8. Пример выполнения иллюстрации, и записи переходов

при обработке на револьверных и многорезцовых токарных полуавтоматах:

I, II, III - возможные варианты настройки инструмента

  1.  Обработка на многошпиндельных и одношпиндельных токарных

прутковых автоматах. В качестве заготовки на станках данной группы используются прутки. Перед установкой на станок их предварительно подвергают очистке, правке и обтачивают фаски на торцах прутков с целью их беспрепятственного продвижения через шпиндельный блок станка.

Рис. 9. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов

при обработке на многошпиндельных и многорезцовых полуавтоматах:

I, II, III - возможные варианты настройки инструмента

На второй позиции необходимо подготовить чистовую технологическую базу – обточить торец прутка.

Возможные варианты настройки режущих инструментов на многошпиндельных и одношпиндельных токарных прутковых автоматах аналогичны способам, описанным для револьверных, многорезцовых и многошпиндельных токарных полуавтоматов, а также представлены на рис. 10.

  1.  Обработка фасонным инструментом. При обработке фасонными инструментами один технологический размер должен определить положение режущего инструмента относительно технологической базы. Остальные технологические размеры должны быть указаны в соответствие с чертежом детали и должны быть полностью идентичны конструкторским размерами самого режущего инструмента (рис. 11).
  2.  Обработка на станках с ЧПУ. Способ указания технологических размеров при обработке на станках с чпу определяется методом задания координат опорных точек – в абсолютных размерах или в приращении (рис. 12).

Опорная точка траектории перемещения инструмента – точка, в которой происходит изменение закона перемещения инструмента и (или) изменение технологических режимов.

Рис. 10. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов при обработке

на многошпиндельных и одношпиндельных прутковых автоматах:

I, II - возможные варианты настройки инструмента

Абсолютный размер – способ задания координат опорных точек траектории перемещения инструмента относительно начала отсчета в принятой системе координат (как правило, относительно ноля детали).

Размеры в приращении – способ задания координат опорных точек траектории перемещения инструмента от его предыдущего положения (опорной точки).

6) При обработке «на проход» изменения линейных размеров не происходит, поэтому технологические размеры на иллюстрациях и наладках не указывают.

Рис. 11. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов

при обработке фасонным резцом:

I, II - возможные варианты настройки инструмента

Рис. 12. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов

при обработке на станке с ЧПУ:

I, II - возможные варианты настройки инструмента

2.8. Примерная последовательность

операций технологического процесса

 прокат (правка, обдирка, разрезка)

 Заготовительные   поковка (штамповка, очистка, правка)

  отливка (литье, очистка, правка)

 

Подготовка черновых баз      очистка, зачистка,

     слесарные операции

Подготовка чистовых баз     -фрезерно-центровальная операция

  1.  токарная
  2.  токарная многорезцовая операция 
  3.  расточная

               Черновая и чистовая токарные

                 обработка детали  фрезерные

  сверлильные

  нарезание резьб

   зубообрабатывающие

  протяжные

Отделочные операции

                       с термообработкой                          без термообработки

          Шлифование                                   Зубошевингование

                      Тонкое алмазное точение  Тонкое точение

          Зубошлифование  Суперфиниширование

          Суперфиниширование  Притирка

          Притирка  Шабрение

          Полирование  Полирование

          Поверхностное пластическое  Поверхностное пластичедеформирование   ское деформирование

 

Промывка

Контроль

Испытание

Маркирование

Упаковывание

Транспортирование

хромирование

                               Нанесение покрытий цинкование

                                          оксидирование

никелирование

3. Технологическое обеспечение

технических требований чертежа

Качество поверхностного слоя деталей обуславливается свойствами обрабатываемого металла и выбором метода механической обработки. Каждому методу обработки соответствует определенный диапазон квалитетов точности выполняемых размеров, степень точности формы поверхности детали, параметров шероховатости поверхности и глубины дефектного слоя.

Качество поверхностного слоя заготовок существенно отличается от качества поверхностного слоя деталей, которое, в свою очередь, определяется в зависимости от служебных свойств деталей и условий их эксплуатации.

При выборе метода чистовой обработки поверхностей деталей необходимо учитывать требуемое качество поверхностного слоя  и в соответствии с этим назначать количество технологических переходов. При этом следует учитывать, что точность на каждом последующем переходе обработки данной элементарной поверхности обычно повышается на 1…3 квалитета и 1…3 ступени точности формы на черновых переходах на 1…2 квалитета точности размера и 1…2 ступени точности формы на чистовых переходах шероховатость поверхности уменьшается в 2…5 раз в зависимости от метода обработки.

Анализ требований точности, шероховатости и состояния поверхностного слоя деталей проводится в следующей последовательности:

  1.  В соответствии с заданными квалитетами точности обработки и допуском формы элементарных поверхностей по табл. П. 3.1 определяется минимальное значение шероховатости поверхностей. Минимальное значение шероховатости поверхности должно быть равно или быть больше значения шероховатости, указанного на чертеже детали. Если данное условие не выполняется, то необходимо откорректировать чертеж.
  2.  Для принятого метода обработки и в соответствии с требованиями к шероховатости поверхности по табл. П. 3.2 – 3.4 определяется количество переходов, необходимых для обеспечения этих требований.
  3.  Если деталь подвергается гальваническому или другому виду защитных покрытий, то по табл. П. 3.5, 3.6 определяют шероховатость элементарной поверхности до нанесения покрытия и корректируют количество переходов обработки элементарной поверхности.
  4.  Для принятого метода обработки и в соответствии с требованиями к точности обрабатываемой поверхности по табл. П. 3.2 – 3.4 определяют количество переходов, необходимое для обеспечения квалитета точности элементарной поверхности.
  5.  Для принятого метода обработки определяют достигнутую глубину дефектного слоя по табл. П. 3.6.

В том случае если на чертеже детали указана глубина упрочнения поверхностного слоя, необходимо выбрать метод упрочнения, обеспечивающий требуемую глубину упрочнения.

9. Устанавливают количество переходов необходимое для обеспечения требований величины шероховатости и квалитета точности обработки элементарной поверхности, глубины дефектного слоя или упрочнения.

Бывают случаи, когда количество назначенных технологических переходов выбранного метода обработки поверхности, с учетом обеспечения ее требуемой точности, не обеспечивает требуемой величины шероховатости поверхности или глубины дефектного слоя. В этом случае необходимо пересмотреть количество технологических переходов в сторону их увеличения, чтобы обеспечить требуемый параметр шероховатости или использовать иной метод обработки поверхности, обеспечивающий выполнение требований к качеству поверхностного слоя, точности выполнения размеров детали в соответствии с ее чертежом.

Технические требования, предъявляемые к детали, можно условно разделить на группы:

  1. требования к точности взаимного расположения поверхностей и конструктивных элементов детали;
  2.  требования к точности формы поверхностей;
  3.  требования к материалу детали (марка, заменители марки материала, твердость и т.д.);
  4.  требования к организации изготовления детали (проведение операций очистки, контроля, испытаний, маркирования, клеймения, нанесения покрытий, термической обработки и т.п.);
  5.  прочие требования.

Требования к точности взаимного расположения поверхностей и конструктивных элементов детали (рис. 13) обеспечиваются правильным выбором технологических баз. При этом возможны два технологических решения.

  1.  Поверхности, к которым заданы требования к точности взаимного расположения (соосность, параллельность, перпендикулярность, биение и т.д.), следует обрабатывать на одной операции с одного установа последовательно или параллельно.
  2.  Поверхности, к которым заданы требования к точности взаимного расположения (соосность, параллельность, перпендикулярность, биение и т.д.) возможно обработать и на различных операциях или на одной операции, но на разных установах.

В этом случае при обработке поверхностей, к которым заданы требования точности взаимного расположения, в качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые являются конструкторскими базами или относительно которых заданы эти требования.

Рис. 13. Примеры требований взаимного положения поверхностей

Требования к точности формы поверхностей деталей обеспечиваются, в основном, за счет

применения средств технологического оснащения соответствующей точности и жесткости;

правильного выбора схемы базирования и закрепления детали;

снижения остаточных напряжений в детали;

снижения температурных деформаций технологической системы;

снижения погрешностей, связанных с изготовлением, износом, настройкой режущего и вспомогательного (например, копиров) инструмента и др.

Более подробно влияние указанных, а также других факторов, на точность формы поверхностей обрабатываемых деталей рассмотрены в 1, 18, 20, 27, 32, 33.

Наличие требований к организации изготовления детали предполагает введение в технологический процесс дополнительных операций очистки, контроля, испытаний, маркирования, клеймения, нанесения покрытий, термической обработки и т.п.

4. базирование и базы в машиностроении

4.1. Виды баз

Виды баз, термины и определения, основы теории базирования, рекомендации по выбору технологических баз подробно рассмотрены в 1, 4, 14, 18, 19, 30, 31, 32, 33.

Требуемое положение заготовки в рабочей зоне станка достигается в процессе ее установки. Процесс установки включает базирование и закрепление.

Базирование – придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

Закрепление – приложение сил и пар сил к изделию для обеспечения постоянства и неизменности его положения, достигнутого при базировании.

Согласно теоретической механике, требуемое положение или движение твердого тела относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических или кинематических связей.

Рис. 14. Схема базирования призматической детали:

1…6 - двухсторонние связи

При наложении геометрических связей тело лишается трех перемещений вдоль осей ОХ (связь № 6), ОУ (связи № 4 и № 5), OZ (связи № 1, № 2 и № 3) и трех поворотов вокруг этих осей (связи № 1, № 2 и № 3 - вокруг осей OX и OY и связи № 4 и № 5 - вокруг оси OZ), то есть тело становится неподвижным в системе ОХУZ.

Наложение двусторонних геометрических связей достигается соприкосновением поверхностей тела с поверхностями других тел, к которым оно присоединяется, и приложением сил или моментов для обеспечения контакта между ними.

База – поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования (рис. 15-18).

Шесть связей, лишающих тело движения в шести направлениях, могут быть созданы контактом соединяемых тел в шести точках. В случае идеализации формы поверхностей считается, что наложение необходимых связей достигается контактом тел по поверхностям, а наличие связей символизируется опорными точками.

Опорная точка – символ одной из связей заготовки или изделия с избранной системой координат (рис. 19). 

Для обеспечения неподвижности заготовки или изделия в избранной системе координат на них необходимо наложить 6 двусторонних геометрических связей, для создания которых необходим комплект баз. Если, в соответствии со служебным назначением, изделие должно иметь определенное число степеней свободы, то соответствующее число связей снимается.

Рис. 15. База - поверхность:

1 – база; 2 – деталь

Рис. 16. База - сочетание поверхностей:

 1 – база; 2 – деталь

Рис. 17. База - ось:

1 – база; 2 – деталь; 3 - губки самоцентрирующих тисков

Рис. 18. База - точка:

1 – база; 2 – деталь; 3 - подпружиненный центрирующий конус приспособления

а)      б)

Рис. 19. Условное изображение опорных точек:

а) - на виде спереди и сбоку; б) - на виде сверху

Комплект баз – совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки или изделия.

Схема базирования – схема расположения опорных точек на базах заготовки или изделия.

Все опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками (рис. 19) и номеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек.

При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую, изображается одна точка и около нее  в скобках) проставляют номера совмещенных точек.

Число проекций заготовки или изделия на схеме базирования должно быть достаточным для четкого представления о размещении опорных точек.

Рис. 20. Схема базирования призматической детали:

I, II, III - базы детали; 1…6 - опорные точки

Все многообразие поверхностей деталей подразделяют на четыре вида:

1) исполнительные поверхности - поверхности, при помощи которых деталь выполняет свое служебное назначение;

2) основные базы - поверхности, при  помощи которых определяется положение данной детали в изделии;

3) вспомогательные базы - поверхности, при помощи которых определяется положение присоединяемых деталей относительно данной;

4) свободные поверхности - поверхности, не соприкасаемые с поверхностями других деталей.

Общая классификация баз имеет следующий вид:

А. По назначению:        Б. По лишаемым степеням                   В. По характеру
         свободы:            проявления:

конструкторская                            установочная                   скрытая

     - основная                            направляющая                        явная

     - вспомогательная                опорная

технологическая                            двойная направляющая
измерительная                         двойная опорная

Конструкторская база - база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Основная база - конструкторская база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения ее положения в изделии (рис. 21).

Вспомогательная база - конструкторская база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения положения присоединяемого к ним изделия (рис. 22).

 

Рис. 21. Комплект основных баз шестерни:

I, II, III – комплект баз

Рис. 22. Комплект вспомогательных баз вала со шпонкой:

I, II, III - комплект баз

Технологическая база - база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта (рис. 23).

Измерительная база - база, используемая для определения относительного положения заготовки  или изделия  и средств измерения (рис. 24).

перемещения вдоль одной координатной оси  и  поворотов  вокруг  двух других осей.

Направляющая база - база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси (рис. 25).

Опорная база - база, лишающая заготовку или изделие одной степени свободы - перемещения вдоль одной координатной оси или поворота вокруг оси.

Рис. 23. Пример технологической базы вала

1 - призма (элемент приспособления к фрезерному станку);

2 - шпоночная фреза; 3 - заготовка вала со шпоночным пазом

Рис. 24. Пример измерительной базы:

1 - индикаторная стойка; 2 – изделие; 3 - индикатор (средство измерения)

А - измерительная база детали.

Установочная база - база, лишающая заготовку или изделие трех степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг двух других осей.

Двойная направляющая база - база, лишающая заготовку или изделие четырех степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей (рис. 26).

Двойная опорная база - база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы - перемещений вдоль двух координатных осей (рис. 27).

Рис. 25. Виды баз:

I - установочная база заготовки,

лишающая ее перемещения вдоль оси Z и поворотов вокруг осей Х и У;

II - направляющая база заготовки,

 лишающая ее перемещения вдоль оси У и поворота вокруг оси Z;

III - опорная база заготовки, лишающая ее перемещения вдоль оси X;

1 - заготовка; 2 - опоры приспособления

Рис. 26. Двойная направляющая база:

I - двойная направляющая база детали,

лишающая ее перемещений вдоль осей Y и Z и поворотов вокруг осей Y и Z.

Рис. 27. Двойная опорная база:

I - двойная опорная база заготовки,

лишающая ее перемещений вдоль осей X и Y;

1 – заготовка; 2 - элемент приспособления

Скрытая база - база заготовки или изделия в виде воображаемой плоскости, оси или точки (рис. 28).

Явная база - база заготовки или изделия в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

Рис. 28. Примеры скрытой и явной базы:

I - установочная явная база заготовки; II - направляющая скрытая база заготовки;

1…6 - опорные точки; 7 - заготовка; 8 - губки самоцентрирующих тисков.

4.2. Черновые и чистовые базы

Совокупность базирующих поверхностей, используемых для первой установки детали, называется черновой технологической базой.

При выборе черновой технологической базы руководствуются следующими положениями.

  1.  В качестве черновой технологической базы должна выбираться поверхность или совокупность поверхностей, относительно которых при первой операции могут быть обработаны все поверхности, используемые в кач6естве базирующих на последующих операциях.
  2.  Для обеспечения точность ориентировки и надежности закрепления детали в приспособлении черновая база должна иметь:

достаточные размеры;

более высокую степень точности и наименьшую шероховатость поверхности.

  1.  Черновые базы не должны иметь приливов; прибылей; бобышек; швов, возникающих в местах разъемов штампа, пресс-форм или опок; следов от обрезки облоя, остатков литниковых систем и т. п.
  2.  Черновая база используется при обработке детали только один раз, при выполнении первой операции. Повторный установ детали на черновые базы не допустим.
  3.  При выборе черновых баз у деталей, у которых не все поверхности обрабатываются, для того чтобы обеспечить правильность взаимного расположения системы обработанных поверхностей детали относительно необработанных, в качестве черновой технологической базы следует выбирать совокупность поверхностей, не подлежащих (не подвергающихся) обработке.
  4.  В качестве черновой базы следует принимать поверхность, с которой при обработке должен быть удален минимальный припуск.

Примеры выбора черновых баз показаны на рисунке 29.

После выбора черновых баз производится назначение технологических баз для последующих операций проектируемого технологического процесса – чистовых технологических баз.

Все последующие операции и установки детали должны осуществляться только на обработанных базирующих поверхностях.

При назначении технологических баз для чистовой обработки придерживаются следующих положений.

  1.  Для обеспечения точность ориентировки и надежности закрепления детали в приспособлении чистовая база должна иметь:

достаточные размеры;

более высокую степень точности и наименьшую шероховатость поверхности.

           

Рис. 29. Примеры выбора черновых баз

  1.  Руководствуются принципом единства баз. Принцип единства баз заключается в том, что в качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами детали.

При единстве (совмещении) технологических, конструкторских и измерительных баз на операциях обеспечиваются размеры, проставленные на чертеже детали с использованием всего поля допуска на них.

В том случае, если технологическая база не совпадает с конструкторской или измерительной базой, технолог должен произвести пересчет технологических размеров, проставленных от технологических баз. Это приводит к ужесточению допусков на технологические размеры, а в конечном итоге к повышению технологической себестоимости изделия.

  1.  Руководствуются принципом постоянства баз. Принцип постоянства баз заключается в том, что при выборе схемы базирования детали на различных операциях технологического процесса стремятся к использованию одних и тех же технологических баз, не допуская без особой необходимости смены технологических баз (не считая смены черновой базы).

Необходимость осуществлять обработку на одной технологической базе объясняется тем, что всякая смена технологических баз увеличивает погрешность взаимного расположения поверхностей, обработанных от различных технологических баз, дополнительно внося в нее погрешность взаимного расположения самих технологических баз, от которых производилась обработка поверхностей.

  1.  Необходимость в преднамеренной смене одной или нескольких баз возникает в случае невозможности обработки всех поверхностей детали с одного установа или когда приходится обрабатывать деталь на нескольких технологических системах, что вызывает смену баз. Смена баз – замена одних баз другими с сохранением их принадлежности к конструкторским, технологическим или измерительным базам.
  2.  В качестве технологических баз рекомендуется принимать основные конструкторские базы.
  3.  Применение вспомогательных конструкторских баз может быть допущено только при обработке поверхностей, имеющих большие допуски.
  4.  В случае если деталь не имеет поверхностей, удовлетворяющих вышеуказанным требованиям, то используют искусственные технологические базы (рис. 30), которые на последней операции технологического процесса удаляются.

Примеры типовых схем базирования приведены в приложении 4.

Рис. 30. Примеры искусственных чистовых технологических баз

4.3. Погрешность установки детали в приспособлении

Погрешность установки у  - отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при установке в приспособлении от требуемого. Погрешность установки у определяется:

,

где εб – погрешность базирования;

     εз  – погрешность закрепления;

     εпр – погрешность положения заготовки.

Каждая из составляющих погрешности установки б, εз и пр является векторной величиной и представляет собой величину предельного поля рассеивания положений измерительной базы относительно поверхности отсчета (технологической базы) в направлении выдерживаемого размера при данной установке.

При обработке плоских поверхностей призматических деталей и торцевых поверхностей (уступов) тел вращения погрешность базирования, погрешность закрепления и погрешность приспособления являются коллинеарными векторами, лежащими в одной плоскости, и суммируются арифметически:

.

При обработке поверхностей вращения векторы б, εз и пр могут иметь любое угловое взаимное расположение и погрешность установки определяется

Погрешность установки оказывает прямое влияние на пространственные отклонения обрабатываемых деталей, точность выполнения размеров, на точность взаимного положения поверхностей и не влияет на точность формы отдельных поверхностей (в частности диаметральных размеров и размеров, связывающих противоположные элементы, получаемые мерным инструментом, одновременно обрабатываемые одним инструментом или инструментом, находящемся в одной инструментальной наладке).

Погрешность базирования б - отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при базировании от требуемого.

Погрешность базирования εб определяется расчетным путем, как величина проекции максимального смещения измерительной базы относительно технологической базы на направление выполняемого размера. Расчетные эскизы и формулы для определения погрешности базирования приведены в 25.

Для снижения величины погрешности базирования следует соблюдать принцип единства баз, выбирать рациональные размеры и расположение установочных элементов, устранять или уменьшать зазоры при посадке заготовки на охватывающие или охватываемые установочные элементы (жесткие установочные пальцы, оправки, втулки).

Погрешность базирования  б = 0 в случае, если измерительная база является одновременно технологической и конструкторской базой, то есть соблюдается принцип единства баз при выборе схемы базирования детали.

Погрешность закрепления εз – отклонение фактически достигнутого положения заготовки или изделия при её закреплении от требуемого.

Погрешность закрепления определяется расчетным путем как величина проекции максимального смещения или осадки измерительной базы на направление выполняемого размера под действием сил зажима при закреплении детали в приспособлении.

Смещение измерительной базы происходит в результате деформации звеньев цепи, через которую передается сила закрепления: заготовка – установочные элементы – корпус приспособления. Наибольшую величину имеют перемещения на стыке заготовка – установочные элементы (рис. 31). Контактные деформации в постоянных сопряжениях приспособлений, деформации сжатия заготовки и деталей приспособления малы, и ими можно пренебречь.

Однако, в связи с колебанием сил зажима (удельных давлений) при переходе к закреплению от одной детали к другой, неоднородностью физико-механических свойств заготовок, волнистостью и погрешностями формы поверхности у деталей, принадлежащих одной партии, и по другим причинам, неизбежны колебания величины осадки установочной базы.

Рис. 31. Смещение детали в приспособлении при приложении сил закрепления

Для партии обрабатываемых деталей можно принимать εз = 0, если смещение измерительной базы хотя и велико, но постоянно. В этом случае координата середины поля рассеивания получаемых размеров может быть изменена (совмещена с серединой поля допуска) настройкой станка. Это возможно только при применении механизированных приводов приспособлений, когда сила закрепления заготовок постоянна и, следовательно, постоянна величина смещения заготовки под действием этой силы.

Также принимают εз = 0 если смещение измерительной базы при закреплении заготовки (детали) перпендикулярно направлению выдерживаемого размера (рис. 31). В остальных случаях погрешность закрепления рассчитывается по формулам, которые приведены в 25.

Величина погрешности закрепления зависит от конструкции приспособления, формы рабочих поверхностей установочных элементов размеров, конфигурации заготовки, формы, точности и качества ее базовых поверхностей, от величины сил зажима и других факторов. Поэтому эти составляющие εз погрешности, за редким исключением, могут определяться только опытным путем для типовых приспособлений (патроны, тиски и т.п.) и приведены в 25.

Величину εз можно уменьшить, стабилизируя силу закрепления, повышая жесткость стыка опоры приспособления и базовой поверхности заготовки, улучшая качество базовых поверхностей заготовок (деталей), выбирая оптимальную форму установочных элементов, увеличивая жесткость приспособления.

Погрешность приспособления пр включает в себя погрешности возникающие при изготовлении и сборке установочных элементов приспособления ус, износе его установочных элементов (опор) и, ошибке установки приспособления на столе или в шпинделе станка с:

Составляющая ус характеризует неточность положения установочных элементов приспособления. При использовании одного приспособления – это систематическая постоянная погрешность, которую частично или полностью устраняют настройкой станка. При использовании нескольких одинаковых приспособлений (приспособлений – дублеров, приспособлений – спутников) эта величина не компенсируется настройкой станка и полностью входит в состав пр. Технологические возможности изготовления приспособлений обеспечивают ус в пределах 0…15 мкм, а для прецизионных приспособлений – 0…10 мкм.

Составляющая и характеризует износ установочных элементов приспособлений. Величина износа зависит от программы выпуска изделий, их конструкции и размеров, материала и массы заготовок, состояния ее базовой поверхности, а также условий установки заготовки в приспособлении.

Больше всего изнашиваются постоянные и регулируемые опоры, у которых контакт с заготовкой осуществляется по малым площадкам (рис. 32, а, б, в). Сильно изнашиваются боковые поверхности призм, контактирующие с заготовкой по узкой площадке (рис. 32, г). Менее интенсивно изнашиваются опорные пластины и круглые пальцы (рис. 32, д, е ,ж).

При контакте с необработанными поверхностями заготовок со следами окалины и формовочного песка опоры приспособлений изнашиваются сильнее, чем при контакте с обработанными поверхностями. Скорость изнашивания возрастает с увеличением массы заготовки и сдвиги по опорам при ее установке в приспособлении.

Изнашивание не равномерно во времени и носит местный характер. Опорные пластины больше изнашиваются в середине и с одного края, а пальцы – со стороны установки заготовки. Эпюры износа различных опор приведены на рис. 32, а–ж (стрелками показано движение заготовки при ее установке в приспособлении). Изнашивание опор с малой поверхностью контакта с заготовкой протекает сначала быстро, а затем замедляется
(кривая
I, рис. 33, а). Изнашивание опор с протяженной поверхностью протекает более равномерно (кривая II, рис. 33, а). Величина износа установочных элементов приспособлений определяется, мкм:

для кривой I   u  1  n   (1)

для кривой II   u  2    (2)

где N – число контактов заготовки с опорой (объем партии заготовок);

     1, 2 – постоянные коэффициенты, приведены в табл. П. 5;

     n = 0,4…0,6.

Рис. 32. Эпюры износа установочных элементов приспособления:

а), в), г) – неравномерного износа во времени;

б), д), е), ж) – равномерного износа во времени

Рис. 33. Характер износа опор во времени

u

u1

Большие значения n выбирают для тяжелых условий работы опор по нагрузке, пути сдвига, времени неподвижного контакта и абразивному воздействию заготовки.

Приведенные данные относятся к опорам из стали 20, 20Х, 45. При определении износа опор из стали У8А рассчитанные по формулам (3.4), (3.5) значения уменьшаются на 10…15%, для хромированных опор – в 2…3 раза, для установочных элементов, наплавленных твердым сплавом – 7...10 раз.

За величину и принимают значение максимального износа u установочных элементов приспособлений при обработке партии деталей, определенного по формулам (1) и (2). Износ опор ограничивается предельно допустимым износом u1 и контролируется при периодической проверке приспособлений. Если износ достигает предельно допустимой величины, производят смену опор.

Количество смен опор при обработке партии заготовок (деталей) определяется:

Составляющая с определяет погрешность установки приспособления на станке, обусловленную смешением корпуса приспособления на столе или в шпинделе станка. В массовом производстве при неизменном закреплении приспособления на станке с доводится выверкой до определенного минимума, и она постоянна во времени, то есть ее можно компенсировать настройкой станка. В серийном производстве производится периодическая смена приспособлений на станках. Величина с становится при этом некомпенсированной, случайной. Тоже происходит на автоматических линиях при использовании приспособлений-спутников.

На величину с дополнительно влияет износ поверхностей сопряжения при регулярной смене приспособлений. Смещения приспособлений на станке уменьшают применением направляющих элементов (шпонок для пазов стола, центрирующие пояски, фиксаторы), правильным выбором зазоров в сопряжениях, а также равномерной затяжкой крепежных деталей.

Величина с составляет 10…20 мкм.

В серийном производстве погрешность приспособления определяют:

Величина ус рассматривается как постоянная, учитываемая и не компенсируемая настройкой станка.

В массовом производстве ус и  с компенсируются настройкой станка, поэтому принимают:

При использовании многоместного приспособления:

При использовании приспособлений-спутников на автоматических линиях:

Условие обеспечения заданной точности выполняемого размера (условие работы без брака) определяется неравенством:

где Δн – погрешность настройки;

     Δобр – погрешность обработки.

Погрешность настройки н возникает в процессе установки режущего инструмента на размер или регулировки упоров и копиров для автоматического получения точности размеров на станке. Погрешность настройки н определяется расчетом:

для поверхностей вращения

;

для плоских поверхностей

,

где Δр – погрешность регулирования положения инструмента (по лимбу, эталону, жесткому упору и т.п.);

      Δизм – погрешность измерения размера детали.

Коэффициенты Кр=1,14…1,73 и Ки=1 учитывают отклонение закона распределения элементарных величин Δр и Δизм от нормального закона распределения. Значения погрешностей Δр и Δизм приведены в 25.

Погрешность обработки обр возникает в процессе непосредственной обработки поверхности и вызывается:

  1.  геометрической неточностью станка в ненагруженном состоянии;
  2.  упругой деформацией технологической системы станок – приспособление  инструмент – деталь под нагрузкой;
  3.  износом и температурными деформациями технологической системы станок – приспособление  инструмент – деталь и другими причинами.

5. Технологичность конструкции изделия

5.1. Общие сведения

Технологичность конструкции изделия (ТКИ) – совокупность свойств изделия, определяющих приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при производстве и эксплуатации для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ.

Обеспечение технологичности конструкции изделия – функция подготовки производства, предусматривающая взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе и монтаж вне предприятия-изготовителя, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Обеспечение технологичности конструкции изделия включает:

отработку конструкции изделий на технологичность на всех стадиях разработки изделия, при технологической подготовке производства и, в обоснованных случаях, при изготовлении изделия;

совершенствование условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте изделий и фиксация принятых решений в технологической документации;

количественную оценку технологичности конструкции изделий;

технологический контроль конструкторской документации;

подготовку и внесение изменений в конструкторскую документацию по результатам технологического контроля, обеспечивающих достижение базовых значений показателей технологичности.

При проведении отработки конструкции изделия на технологичность следует учитывать:

вид изделия, степень его новизны и сложности, условия изготовления, технического обслуживания и ремонта, а также монтажа вне предприятия-изготовителя;

перспективность изделия, объем его выпуска;

передовой опыт предприятия-изготовителя и других предприятий с аналогичным производством, новые высокопроизводительные методы и процессы изготовления;

оптимальные условия конкретного производства при рациональном использовании имеющихся средств технологического оснащения и производственных площадей и планомерном внедрении новых передовых технологических методов и средств производства;

связь достигнутых показателей технологичности с другими показателями качества изделия.

Обработка конструкции изделия на технологичность должна обеспечивать решение следующих основных задач:

снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия и его монтаже вне предприятия-изготовителя;

снижение трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта изделия;

снижение важнейших составляющих общей материалоемкости изделия – расхода металла и топливно-энергетических ресурсов при изготовлении, монтаже вне предприятия-изготовителя, техническом обслуживании и ремонте.

Комплекс работ по снижению трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта изделия в общем случае включает:

использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на проведение подготовки к использованию по назначению, технического контроля, технического диагностирования и на транспортирование изделия;

использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на обеспечение: доступа к составным частям; замены составных частей изделия такими же частями при сохранении установленного качества изделия в целом; установки и съема составных частей изделия; восстановления геометрических характеристик и качества поверхности детали;

повышение требований по унификации и стандартизации составных частей изделия;

ограничение числа сменяемых составных частей изделия, номенклатуры материалов, инструмента, вспомогательного оборудования и приспособлений;

использование конструктивных решений, облегчающих и упрощающих условия технического обслуживания и ремонта для ограничения требований к квалификации персонала, осуществляющего технического обслуживание и ремонт.

Комплекс работ по снижению материалоемкости изделия включает:

применение рациональных сортаментов и марок материалов, рациональных способов получения заготовок, методов и режимов упрочнения деталей;

разработку и применение прогрессивных конструктивных решений, позволяющих повысить ресурс изделия и использовать малоотходные и безотходные технологические процессы;

разработку рациональной компоновки изделия, обеспечивающей сокращение расхода материала при монтаже вне предприятия-изготовителя;

внедрение научно обоснованных запасов прочности металлоконструкций, типовых методов расчетов и испытаний изделия.

Таким образом, основная задача отработки конструкции на технологичность заключается в повышении производительности труда при оптимальном снижении затрат труда, средств, материалов и времени на проектирование, подготовку производства, изготовление, техническое обслуживание и ремонт, обеспечение прочих заданных показателей качества изделия в принятых условиях его производства и эксплуатации.

Для выполнения этой задачи необходимо:

 обеспечить обязательность отработки на технологичность конструкции изделия на всех стадиях его проектирования, производства и эксплуатации;

 определить показатели, которые могут быть критериями оценки технологичности конструкции;

 определить методы расчёта показателей технологичности конструкции;

 определить методы отработки конструкции на технологичность различных видов изделий на всех стадиях проектирования;

 обеспечить единство терминов и определений, используемых при рассмотрении технологичности конструкций изделия;

 разработать методические пособия и руководящие методические документы для конструкторов и технологов по вопросам технологичности конструкций общего характера и соответственно различным видам изделий, обработки, по стадиям проектирования и пр.

Оценка технологичности конструкции изделия согласно 34 проводится в два этапа:

I - качественная оценка ТКИ;

II - количественная оценка ТКИ.

5.2. Качественная оценка

технологичности конструкции детали  изделия

Обычно, в рабочем чертёже детали заводской разработки учтены технологические требования. Однако при анализе почти любого чертежа могут быть выявлены нетехнологичные элементы. При этом в ряде случаев в конструкцию могут быть внесены целесообразные изменения.

Методически вопросом технологичности конструкции надлежит заниматься на протяжении всего периода изготовления детали (изделия), так как ряд соображений возникает непосредственно при разработке технологического процесса, выборе заготовки, проектировании оснастки и т. д. Тем не менее, в значительной мере эта работа может быть выполнена на основании изучения рабочих чертежей.

Качественная оценка ТКИ должна включать:

1) оценку стандартизации и унификации конструктивных элементов детали;

2) возможность применения стандартных или унифицированных заготовок;

3) оценку геометрических форм поверхностей детали с точки зрения их простоты и возможности применения для обработки высокопроизводительного оборудования и инструмента;

4) оценку простановки размеров в соответствии с размерными связями между конструкторскими и технологическими базами и возможностью их совмещения;

5) оценку возможности непосредственного измерения заданных на чертеже размеров;

6) оценку конструктивной и экономической обоснованности требований к точности и шероховатости поверхностей детали;

7) оценку обрабатываемости материала детали;

8) оценку соответствия механических свойств материала, жесткости детали, ее формы и размеров требованиям технологии изготовления;

9) выявление возможных базовых поверхностей, оценку их точности и шероховатости;

10) оценку возможности применения типовых технологических процессов;

11) выявление необходимости дополнительных технологических операций, вызываемых специфическими требованиями к детали (например, балансировка).

Некоторые частные рекомендации для ряда классификационных групп деталей приведены ниже.

Для корпусных деталей определяют:

допускает ли конструкция обработку плоскостей на проход и что мешает такому виду обработки

можно ли обрабатывать отверстия одновременно на многошпиндельных станках с учётом расстояний между осями этих отверстий

позволяет ли форма отверстий растачивать их на проход с одной или двух сторон

есть ли свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям

нужна ли подрезка торцов ступиц с внутренних сторон отливки и можно ли её устранить

есть ли глухие отверстия и можно ли заменить их сквозными

имеются ли обрабатываемые плоскости, расположенные под тупыми и острыми углами, и можно ли заменить их плоскостями, расположенными параллельно или перпендикулярно друг к другу

имеются ли отверстия, расположенные не под прямым углом к плоскости входа и выхода, и возможно ли изменение этих элементов

достаточна ли жёсткость детали, не ограничит ли она режимы резания

имеются ли в конструкции детали достаточные по размерам и расстоянию базовые поверхности, если нет, то каким образом следует выбрать вспомогательные базы

нет ли в конструкции внутренней резьбы большого диаметра и возможно ли заменить её другими конструктивными элементами

насколько прост способ получения заготовки (отливки), правильно ли выбраны элементы конструкции, обусловливающие получение заготовки

Для валов указывают:

можно ли обрабатывать поверхности проходными резцами

убывают ли к концам диаметральные размеры шеек вала

можно ли уменьшить диаметры больших фланцев или буртов или исключить их вообще и как это повлияет на коэффициент использования металла

можно ли заменить закрытые шпоночные канавки открытыми, которые обрабатываются гораздо производительнее дисковыми фрезами

имеют ли поперечные канавки форму и размеры, пригодные для обработки на гидрокопировальных станках

допускает ли жесткость вала получение высокой точности обработки. Жесткость вала считается недостаточной, если для получения точности 7…9 квалитета соотношение его длины к диаметру 10…12. Для валов, изготовляемых по более высоким квалитетам точности, это отношение может быть не более 15. При многорезцовой обработке это отношение должно составлять 10.

Следует помнить, что технология обработки гладких валов в значительной мере отличается от технологии изготовлении ступенчатых валов простотой и экономичностью, поэтому необходимо проанализировать возможность замены ступенчатого вала гладким.

Зубчатые колеса - массовые детали машиностроения, поэтому вопросы технологичности приобретают для них особенно важное значение. При анализе технологичности конструкции зубчатых колес следует определить возможность высокопроизводительных методов формообразования зубчатого венца с применением пластического деформирования в горячем и холодном состоянии.

Конструкция зубчатого колеса должна характеризоваться следующими признаками:

простой формой центрального отверстия, так как сложные отверстия значительно усложняют обработку, вызывая необходимость применение револьверных станков и полуавтоматов

простой конфигурацией наружного контура зубчатого колеса (так как наиболее технологичными являются зубчатые колеса плоской формы без выступающих ступиц)

ступицами, распложенными с одной стороны, так как в противном случае обработки по одной детали на зубофрезерных станках вызывает увеличение количества этих станков на 25…30%

симметричным расположением перемычки между ступицей и венцом для зубчатых колес, подлежащих термической обработке как по отношению к венцу, так и по отношению к ступице: нарушение этого условия приводит к значительным односторонним искажениям при термической обработки

правильной формой и размерами канавок для выхода инструментов

возможностью многорезцовой обработки в зависимости от соотношения диаметров венцов и расстояний между ними.

Подобным образом проводится технологичности и для других деталей, имеющих аналогичные элементы конструкций. Указанные выше замечания дают представление о направлениях в анализе технологичности.

В результате качественной оценки детали (изделия) на технологичность делается вывод о том, что данный вариант конструкторского и технологического решения наиболее полно отражает или нет требования возможности применения прогрессивных технологических процессов производства детали (или сборки изделия). На основании качественной оценки технологичности конструкции разрабатываются, если это целесообразно, предложения по изменению конструкции детали (изделия).

Примеры рациональных и нерациональных конструкций (конфигураций) отливок, поковок, а также конструктивных элементов деталей приведены в приложении табл. П.6.1, П.6.2, П.6.3.

Примеры качественной оценки изделия на технологичность подробно приведены в [1, 2, 4, 18, 20, 27, 30, 31, 32, 33, 34].

5.3. Количественная оценка

технологичности конструкции детали изделия)

Количественная оценка технологичности конструкции основана на системе показателей технологичности, которые являются критериям технологичности.

Оценка технологичности конструкции изделия согласно 34 основана на трёх видах показателей:

базовые показатели технологичности, значения которых регламентированы в обязательном порядке соответствующей директивной документации на изделие при его разработке (например, техническим заданием на изготовление изделия); базовые значения показателей технологичности указываются в техническом задании на разработку изделия, а по отдельным видам изделий, номенклатура которых устанавливается отраслями, - в отраслевых стандартах;

 показатели проектируемой конструкции, достигнутые в процессе отработки конструкции на технологичность;

 показатели уровня технологичности конструкции изделия, значения которых регламентированы соответствующей директивной документацией, обуславливающей производство (изготовление) изделия (ТУ и пр.)

Уровень технологичности конструкции изделия КУТ определяется как отношение достигнутого показателя технологичности КРАСЧ к базовому значению показателя КБ, заданного в техническом задании

.

Чем больше значение уровня технологичности конструкции детали (изделия), тем выше ее технологичность при изготовлении.

Уровень технологичности может определяться по одному или нескольким частным и комплексным показателям, принятым в качестве критериев оценки технологичности конструкции в техническом задании на изделие.

Данные об уровне технологичности конструкции должны использоваться в процессе оптимизации конструктивных решений на стадиях разработки конструкторской документации, при принятии решения о производстве изделия, анализе технологической подготовки производства, разработке мероприятий по повышению уровня технологичности конструкции изделия и эффективности его производства и эксплуатации, при государственной, отраслевой и заводской аттестации качества изделия и определении технико-экономических показателей производства, эксплуатации и ремонта изделия в порядке, установленном отраслевой нормативно-технической документацией.

Необходимость количественной оценки технологичности конструкции изделий, а также номенклатура показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделий, типа производства и стадии разработки конструкторской документации отраслевыми стандартами или стандартами предприятия.

Количество показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности.

Количественная оценка эксплуатационной и ремонтной технологичности конструкции изделия проводится обязательно при затратах на эксплуатацию и ремонт сопоставимых или превышающих затраты на его производство.

Для количественной оценки технологичности конструкции детали
из предусмотренной [34] номенклатуры показателей технологичности рекомендуется применять следующие:

  1.  Показатель унификации детали, который характеризуется коэффициентом унификации конструктивных элементов

где Еун – количество унифицированных и стандартных элементов в конструкции детали;

Еобщ – общее количество элементов детали.

К унифицированным поверхностям относятся стандартные канавки, фаски, центровочные гнезда, зубчатые, шлицевые, шпоночные поверхности; гладкие цилиндрические и плоские поверхности, если их номинальный размер принадлежит одному из рядов номинальных линейных размеров и допуск размера назначен по квалитетам. Базовое значение показателя Ку=0,8.

2) Показатель материалоемкости, который характеризуется коэффициентом использования материала

где  Мд – масса детали, кг;

       Мз  – масса заготовки, кг.

Базовое значение показателя Ким=0,62. Если расчетное значение коэффициента использования материала выше базового, то можно сказать, что выбранным метод получения заготовки и ее конфигурация удовлетворяют требованиям технологичности.

  1.  Показатели трудоемкости, которые характеризуется следующими коэффициентами:

коэффициентом точности обработки

где ni – количество поверхностей, обработанных по квалитету Аi.

Соотношение

определяет средний квалитет точности обработки детали. Базовое значение среднего квалитета точности – 14. Базовое значение показателя Кт=0,64.

коэффициентом шероховатости поверхностей

где   – класс шероховатости поверхности;

ni – количество поверхностей, обработанных с шероховатостью Rai.

Базовое значение показателя Кт=1.

Сравнивая фактически достигнутые показатели технологичности детали с базовыми, численное значение показателей технологичности позволяет оценить, насколько конструкция детали рациональна и приближается к идеальной.

6. Припуски на механическую обработку

ГОСТ 1.1109-82 устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области технологических процессов изготовления и ремонта изделий машиностроения и приборостроения [7].

Заготовка – предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготовляют деталь.

Механическая обработка – обработка давлением или резанием.

Обработка давлением – обработка, заключается в пластическом деформировании или разделении металла. Разделение металла происходит давлением без обработки стружки.

Ковка – обработка металлов давлением местным приложением деформирующих нагрузок с помощью универсального подкладного инструмента или бойков.

Поковка – изделие или заготовка, полученные технологическим методом ковки.

Штамповка – обработка металлов давлением с помощью штампа.

Штамп – технологическая оснастка, посредствам которой заготовка приобретает форму и (или) размеры, соответствующие поверхности или контуры элементов штампа.

Штампованная заготовка – изделие или заготовка, полученные технологическим методом штамповки.

Литьё – изготовление заготовок или изделия из жидкого металла заполнением им полостей заданных форы и размеров с последующим затвердеванием.

Отливка – изделие или заготовка, полученные технологическим методом литья.

Обработка резанием – обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки. Образование поверхностей сопровождается деформированием и разрушением поверхностных слоев материала.

Обрабатываемая поверхность – поверхность, подлежащая воздействию в процессе обработки.

Черновая обработка – обработка, в результате которой снимается основная часть припуска.

Чистовая обработка – обработка, в результате которой достигается заданная точность размеров и шероховатость обрабатываемых поверхностей.

Припуск – слой материала, удаляемый поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности. К свойствам отрабатываемого предмета труда или его поверхности относятся размеры, форма, твердость, шероховатость и т.п.

Операционный припуск – припуск, удаляемый при выполнении одного технологического перехода.

Допуск припуска – разность между наибольшим и наименьшим значениями размера припуска.

Существуют следующие методы назначения припусков на обработку резанием:

1. По справочным таблицам. В соответствии с этим методом припуск на обработку резанием определяется в зависимости от метода получения заготовки (прокат, литье, поковка) и стадии обработки без уточнения метода (черновая, чистовая, отделочная). Справочные таблицы приведены в [2].

Этот метод является наименее точным, но позволяет определить припуск достаточно быстро. Справочные таблицы позволяют назначить припуски независимо от технологического процесса обработки детали и условий его осуществления и поэтому в общем случае являются завышенными. Содержит резервы для снижения расхода материала и трудоемкости изготовления детали.

Применяется в единичном и мелкосерийном производстве.

2. По ГОСТам. В зависимости от метода получения заготовки припуск на обработку резанем и размеры заготовки могут быть определены по ГОСТ. Например, если заготовка получена методом горячей объемной штамповки, то необходимо воспользоваться ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски» [13]. Если заготовка получена свободной ковкой, то применяют ГОСТ 7062 – 90 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовленные ковкой на прессах. Припуски и допуски» [12]. Если заготовка отливка из черных или цветных металлов – используют ГОСТ 26645-85 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку» [15] и т.д.

Данный метод является более точным, так как учитывает конкретный метод получения заготовки и его особенности (например, тип оборудования, его точность, точность метода получения заготовки и т.п.), а также учитывает стадии обработки (черновая, чистовая, отделочная).

Применяется в серийном производстве деталей.

3. Расчетно-аналитический метод определения припуска на механическую обработку (РАМОП) [25]. Он базируется на анализе факторов, влияющих на припуски предшествующего и выполняемого переходов технологического процесса обработки поверхности. Значение припуска определяется методом дифференцированного расчета по элементам, составляющим припуск. РАМОП предусматривает расчет припусков по всем последовательно выполняемым технологическим переходам обработки данной поверхности детали (промежуточные припуски), их суммирование для определения общего припуска на обработку поверхности и расчет размеров заготовки. Расчетной величиной является минимальный припуск на обработку, достаточный для устранения на выполняемом переходе погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе, и компенсации погрешностей, возникающих на выполняемом переходе.

Применение РАМОП сокращает отход металла в стружку по сравнению с табличными значениями, создает единую систему определения припусков на обработку и размеров детали по технологическим переходам и заготовок, способствует повышению технологической культуры производства.

Метод является трудоемким и наиболее точным. Применяется, в основном, в массовом производстве.

Расчетно-аналитический метод определения припуска на обработку позволяет определить минимальный, максимальный и номинальный припуски на обработку резанием.

Минимальный припуск при последовательной обработке противолежащих поверхностей (односторонний припуск) определяется:

Zi min=R z i-1 +hi-1+i-1+уi

При параллельной обработке противоположных поверхностей (двусторонний припуск):

2Zi min=2(Rz i-1+hi-1+i-1+уi)

При обработке наружных и внутренних поверхностей (двусторонний припуск):

где  Rz i-1 - высота неровностей профиля, достигнутая на предшествующем переходе;

hi-1 - глубина дефектного поверхностного слоя, достигнутая на предшествующем переходе;

i-1 - суммарное отклонение расположения поверхности, достигнутые на предшествующем переходе (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное и в некоторых случаях отклонение формы поверхности – отклонение от плоскостности, прямолинейности);

уi - погрешность установки заготовки на выполняемом переходе.

Номинальный припуск на обработку поверхностей:

наружных

Zi = Zi min +eii-1+eii     (4)

2Zi = 2(Zi min +eii-1+eii)   (5)

внутренних

Zi = Zi min +esi-1+esi    (6)

2Zi = 2(Zi min +esi-1+esi)   (7)

где eii-1; esi-1; ei; esi - нижние и верхнее отклонения размеров на предшествующем и выполняемом переходах соответственно.

Знать номинальные размеры заготовок необходимо для определения номинальных размеров формообразующих элементов технологической оснастки (штампов, прессформ, моделей, волок, приспособлений).

Максимальный припуск на обработку поверхностей:

наружных

Zi max= Zi min +TDi-1+TDi     (8)

2Zi max = 2(Zi min +TDi-1+TDi)   (9)

внутренних

Zi max = Zi min +Tdi-1+Tdi    (10)

2Zi max = 2(Zi min +Tdi-1+Tdi)   (11)

где TDi-1; Tdi-1; TDi ; Tdi - допуски размеров на предшествующем и выполняемом переходе соответственно.

Максимальные припуски и припуски для технологических целей (уклоны, напуски, упрощающие конфигурацию заготовки, и т.д.) принимают в качестве глубины резания и используют для определения режимов резания (подачи, скорости резания) и выбора оборудования.

Различают общее и местное отклонение оси детали от прямолинейности (кривизну). Их значение определяют исходя из геометрических соотношений параметров детали. Так, при установке в центрах общее отклонение

R=Кl

местное

точно

приближенно

км=К(l-lx)

При консольном закреплении общее отклонение

точно

приближенно

к=2Кl cosarctg (2Кl) 

где к – отклонение оси детали от прямолинейности, мкм на 1 мм (далее именуемое кривизной);

– расстояние от торца детали до сечения, в котором определяется местная кривизна детали, мм;

l – длина детали, мм.

Суммарное значение двух отклонений расположения определяют как векторную величину

В тех случаях, когда предвидеть направление векторов трудно, их суммируют

Так, суммарное отклонение расположения при обработке сортового проката круглого сечения в центрах

где к – общее отклонение оси от прямолинейности;

-смещение оси заготовки в результате погрешности центрирования.

где Тd – допуск на диаметральный размер базы заготовки, используемый при центрировании, мм.

Суммарное отклонения расположения  при обработке отливок

где кор – отклонение плоской поверхности отливки от плоскостности (коробление), которое определяется как

кор=кl

см – смещение стержня в горизонтальной или вертикальной плоскости, мм;

l – длина отливки, мм.

Суммарное отклонения расположения  при обработке поковок

где кор – коробление поковок, мм

см – отклонение от соосности элементов, штампуемых в различных половинках штампа, мм.

кор=кl

где к – кривизна поковок, мкм на 1 мм;

l – длина поковки, мм.

Суммарное отклонение расположения при высадке горизонтально-ковочной машине

где c – смещение оси фланца относительно оси стержня при высадке, мм;

н –отклонение от перпендикулярности торца фланца к оси поковки,
мкм на 1 мм радиуса;

Rрадиус фланца, мм.

Суммарное отклонение для поковок, получаемых на ковочно-штамповых прессах методом выдавливания (детали типа клапанов)

где - изогнутость оси; =0,6 мкм на 1 мм длины,

l  - длина детали, мм;

- смещение оси; =0,12 мм.

При обработке торцев учитывают отклонения расположения торцевых поверхностей

где - отклонение от перпендикулярности, мкм на 1мм длины;

D – диаметр торцевой поверхности, мм.

Для промежуточных торцевых поверхностей ступенчатого вала, изготовленного на ВРКМ, отклонение от перпендикулярности торца

где - отклонение от перпендикулярности;

 l -расстояние от середины наибольшего диаметра ступени до торцевой поверхности, для которой определяется отклонение, мм.

При  D60 мм  =0,05 мкм на 1 мм длины,

при D>60 мм   =0,1 мкм на 1 мм длины.

Для поверхности концевых ступеней суммарное отклонение расположения

где - отклонение от перпендикулярности торца, мм;

- дефекты поковки вследствие отрубки, мм.

Остаточное отклонение расположения заготовки после обработки определяются по приближенной формуле

где - коэффициент уточнения;

- суммарное отклонение расположения заготовки, мм.

Расчетные размеры определяются:

для наружных поверхностей

для внутренних поверхностей

где - минимальный (расчетный) припуск на сторону на выполняемый технологический период;

- минимальный (расчетный) припуск на обе стороны или диаметр;

- соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на предшествующем переходе;

- соответственно наименьшие и наибольшие предельные размеры, полученные на выполняемом технологическом переходе.

Правильность проведенных расчетов проверяют по формулам

где - соответственно допуск размера заготовки и детали;

n – количество переходов обработки элементарной поверхности.

Библиографический список

1. Базров Б. М. Основы технология машиностроения : учеб. для вузов / Б. М. Базров. – М. : Машиностроение, 2005. – 736 с.

2. Балабанов А. Н. Краткий справочник технолога – машиностроителя / А. Н. Балабанов. – М. : Изд-во стандартов, 1992. – 464 с.

3. Гаврилова Т. М. Анализ точности, шероховатости и состояния поверхностного слоя деталей машин : метод. указания к выполнению практической работы / Нижнетагил. технол. ин-т (фил.) УГТУ – УПИ. – Нижний Тагил : НТИ (ф) УГТУ – УПИ, 2007. – 16 с.

4. Гаврилова Т. М. Основы технологии машиностроения : краткий конспект лекций для студентов не машиностроительных специальностей / под. общ. ред. О. И. Шевченко. Екатеринбург : изд-во УГТУ-УПИ, 2001. – 212 с.

5. Гжиров Р. И., Серебренитский П. П. Программирование обработки на станках с ЧПУ : справочник / Р. И. Гжиров, П. П. Серебренитский. – Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-е, 1990. – 588 с.

6. ГОСТ 3.1107-81. ЕСТД. Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения. – М. : Изд-во стандартов, 1982. – 12 с.

7. ГОСТ 3.1109-82. ЕСТД. Термины и определения. Основные понятия. – М. : Изд-во стандартов, 1983. – 12 с.

8. ГОСТ 3.1128-93. ЕСТД. Общие правила выполнения графических технологических документов. – Минск : Изд-во стандартов, 1994. – 29 с.

9. ГОСТ 3.1702-79. ЕСТД. Правила записи технологических переходов. Обработки резанием. – М. : Изд-во стандартов, 1980. – 35 с.

10. ГОСТ 14.311-75. ЕСТПП. Правила разработки рабочих технологических процессов. – М. : Изд-во стандартов, 1975. – 5 с.

11. ГОСТ 14.316-75. ЕСТПП. Правила разработки групповых технологических процессов. – М. : Изд-во стандартов, 1975. – 5 с.

12. ГОСТ 7062-90. Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовляемые ковкой на прессах. Припуски и допуски. – М. : Изд-во стандартов, 1991. – 46 с.

13. ГОСТ 7505-89. Поковки стальные штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски. – М. : Изд-во стандартов:1990. – 52 с.

14. ГОСТ 21495-76. Базирование и базы в машиностроении. Термины
и определения. М. : Изд-во стандартов, 1982. – 7 с.

15. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку. – М. : Изд-во стандартов, 1989. – 54с.

16. Классификатор технологических операций машиностроения и приборостроения 1 85 151. – М. : Изд-во стандартов. 1987. – 72 с.

17. Классификатор технологических переходов машиностроения и приборостроения 1 89 187. – М. : Изд-во стандартов. 1991. – 117 с.

18. Клепиков В. В. Технология машиностроения: учебник / В. В. Клепиков, А. Н. Бодров. – М. : ФОРКМ : ИНФРА – М, 2004. – 860 с. : ил. – (Серия «Профессиональное образование»).

19. Ковка и штамповка : справочник в 4 т. / под ред. Е. И. Семенова. – М. 1985.

20. Колесов И. М. Основы технологии машиностроения : учеб. для машиностроительных специальностей вузов / И. М. Колесов. – 2-е изд., испр. – М. : Высш. шк., 1999. – 519 с.

21. Обработка металлов резанием : справочник технолога / А. А. Панов [и др.] / под общ. ред. А. А. Панова. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 2004. – 784 с.

22. Расчет припусков и межпереходных размеров в машиностроении : учеб. пособие для машиностроительных спец. вузов / Л. М. Радневич [и др.] / под ред. В. А. Тимирязева. – М. : Высш. шк., 2004. – 272 с.

23. Расчет припусков и межпереходных размеров в технологии машиностроения : учеб. пособие / Л. М. Радневич [и др.]. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2002. – 340 с.

24. Серебреницкий П. П. Общетехнический справочник. – СПб. : Политехника, 2004. – 445 с.: ил. – (Серия: В помощь технологу-машиностроителю. Выпуск 1).

25. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т. 1 / под ред.
А. М. Дальского [и др.]. – 5-е изд., перераб. доп. – М. : Машиностроение-1, 2003. – 912 с.: ил.

26. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 т. Т. 2 / под ред. А. М. Дальского [и др.]. – 5-е изд., перераб. доп. – М. : Машиностроение, 2003. – 944 с.: ил.

27. Суслов А. Г. Технология машиностроения : учеб. для студентов машиностроительных спец. вузов / А. Г. Суслов. – М. : Машиностроение, 2004. – 400 с.

28. Схиртладзе А. Г. Технология автоматизированного машиностроения : учеб. пособие. / А. Г. Схиртладзе [и др.]. – Тирасполь : РИО ПТУ, 2002. – 356 с.

29. Технология машиностроения : сб. задач и упражнений : учеб. пособие / В. И. Аверчнеков [и др.] / под общ. ред. В. И. Аверченкова Е. А. Польского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : ИНФРА – М, 2005. – 288с. – (Высшее образование).

30. Технология машиностроения : в 2 кн. Кн. 1. Основы технологии машиностроения : учеб. пособие для вузов / Э. Л. Жуков, И. И. Козарь, С. Л. Мурашкин [и др.] / под ред. С. Л. Мурашкина – М. : Высш шк., 2003. – 278 с.

31. Технология машиностроения : в 2 кн. Кн. 2. Производство деталей машин : учеб. пособие для вузов / Э. Л. Жуков, И. И. Козарь, С. Л. Мурашкин и др. / под ред. С. Л. Мурашкина – М. : Высш. шк., 2003. – 295 с.

32. Технология машиностроения : в 2 т. Т. 1. Основы технология машиностроения : учеб. для вузов / В. М. Бурцев, А. С. Васильев, А. М. Дальский и др. / под ред. А. М. Дальского – 2-е изд., стереотип – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. – 564 с.

33. Технология машиностроения : в 2 т. Т. 2. Производство машин : учеб. для вузов / В. М. Бурцев, А. С. Васильев, О. М. Деев и др. / под ред. Г. Н. Мельникова. – 2-е изд., стереотипы. – М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2001. – 640 с.

34. Технологичность конструкции изделия : справочник / Ю. Д. Амиров, Т. К. Алферова, П. Н. Волков и др. / под общ. ред. Ю. Д, Амирова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 1990. – 768 с. ( Б-ка конструктора).

Приложение 1

Таблица П.1.1

Таблица для определения типа производства 18, 30

Тип

производства

Количество обрабатываемых в год деталей

одного наименования, типоразмера и исполнения, шт

Крупных,

тяжелых, большой трудоемкости,

m  30 кг

Средних размеров, средней

трудоемкости,

m = 8…30 кг

Легких, малой трудоемкости,

m  8 кг

Единичное

Менее 5

Менее 10

Менее 100

Мелкосерийное

5…100

10…200

100…500

Среднесерийное

100…300

200…500

500…5000

Крупносерийное

300…1000

500…5000

5000…50000

Массовое

Свыше 1000

Свыше 5000

Свыше 50000

Мелкосерийное

Среднесерийное

Крупносерийное

Таблица П.1.3

Действительный годовой фонд времени

работы технологического оборудования, m=2

Группы станков

FД,, час.

Металлорежущие станки 1-30-ой категории ремонтной сложности

4015

Металлорежущие станки свыше 30-ой категории

ремонтной сложности

3890

Автоматические линии

3725

Поточные линии

3975

Рабочие места без оборудования

4140

Приложение 2

Пример маршрутного описания технологического процесса

005 2101 Отрезка

 AGR 240 Plus

007 4269 Фезерная-центровальная

МР-71

010 4110 Токарно-винторезная

 1А616

015 4214 Вертикально-сверлильная

 2Н135

020 4273 Универсально-фрезерная

 6Р82

025 4152 Зубодолбежная

 5В12

027 0108 Слесарная

 Верстак

030 0125 Промывка

 Ванна

040 0200 Контроль

 Стол

045 5000 Термическая обработка

 ТВЧ 48…52 HRC

050 4131 Круглошлифовальная

 3М150

055 0125 Промывка

 Ванна

060 0200 Контроль

 Стол

065 0830 Упаковывание

 Стол

070 0401 Транспортирование

 Мотороллер «Муравей»

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Таблица П. 3. 1

Минимальные значения шероховатости поверхностей

при различных допусках размера и формы

Допуск размера по квалитетам

Допуск формы, %, по

допускам размера

Ra, мкм, не более, при номинальных размерах, мм

До 18

Св. 18 до 50

Св. 50 до 120

Св. 120 до 500

IT3

100

60

40

0,2

0,1

0,005

0,4

0,2

0,1

0,4

0,2

0,1

0,8

0,4

0,2

IT4

100

60

40

0,4

0,2

0,1

0,8

0,4

0,2

0,8

0,4

0,2

1,6

0,8

0,4

IT5

100

60

40

0,4

0,2

0,1

0,8

0,4

0,2

1,6

0,8

0,4

1,6

0,8

0,4

IT6

100

60

40

0,8

0,4

0,2

1,6

0,8

0,4

1,6

0,8

0,4

3,2

1,6

0,8

IT7

100

60

40

1,6

0,8

0,4

3,2

1,6

0,8

3,2

1,6

0,8

3,2

3,2

1,6

IT8

100

60

40

1,6

0,8

0,4

3,2

1,6

0,8

3,2

3,2

1,6

3,2

3,2

1,6

IT9

100; 60

40

25

3,2

1,6

0,8

3,2

3,2

1,6

6,3

3,2

1,6

6,3

6,3

3,2

IT10

100; 60

40

25

3,2

1,6

0,8

6,3

3,2

1,6

6,3

3,2

1,6

6,3

6,3

3,2

IT11

100; 60

40

25

6,3

3,2

1,6

6,3

3,2

1,6

12,5

6,3

3,2

12,5

6,3

3,2

IT12

100; 60

12,5

12,5

25

25

IT13

40

6,3

6,3

12,5

12,5

IT14

100; 60

12,5

25

50

50

Продолжение табл. П. 3. 1

IT15

      40

12,5

  12,5

25

25

IT16

100; 60

      25

50

       100

       100

IT17

      40

      25

25

50

50

Примечания:

  1.  Если относительный допуск формы меньше значения, указанного в таблице, то следует назначать не более 0,15 Tф (Tф – допуск формы).
  2.  Таблицей можно пользоваться при назначении параметра шероховатости, если по условиям сборки или работы изделия шероховатость поверхности не требуется ограничить более жесткими пределами.
  3.  Требования к шероховатости устанавливают без учета дефектов поверхности.

Таблица П. 3. 2.

Параметр шероховатости поверхности и квалитеты

при различных видах обработки деталей

Вид обработки

Ra, мкм

Квалитет

Резка газовая:

ручная

    машинная

50–25

50–12,5

17–15

Отрезка:

приводной пилой

резцом

              фрезой

    абразивом

50–25*(12,5)

100–25*

50–25*

6,3–3,2

17–15

17–14

17–14

15–12

Строгание:

 черновое

 чистовое

              тонкое

25–12,5*

6,3–3,2*

1,6–(0,80)

14–12

13–11; 10**

10–8; 7**

Долбление:

черновое

чистовое

50–25

12,5–3,2*

15; 14

13; 12

Фрезерование

цилиндрической фрезой:

черновое

чистовое

              тонкое

50–25

6,3–3,2*

1,6–0,80

14–12; 11**

11; 10**

9–8; 7**

Фрезерование

торцевой фрезой:

черновое

чистовое

              тонкое

12,5–6,3

6,3–3,2*(1,6)

1,6–(0,80)

14–12; 11**

11;10

9–8; 7

Продолжение табл. П. 3. 2

Вид обработки

Ra, мкм

Квалитет

Фрезерование

концевой фрезой:

черновое

чистовое

25–6,3

6,3–1,6

14–12

11

Обтачивание при

продольной подаче:

обдирочное

    получистовое

            чистовое

           тонкое (алмазное)

100–25

12,5–6,3

3,2–1,6*(0,80)

0,80–0,40*(0,20)

17–15

14–12

9–7

6

Обтачивание при

поперечной подаче:

 обдирочное

    получистовое

            чистовое

            тонкое

100–25

12,5–6,3

3,2*

1,6–(0,80)

16–17

15–14

13–11

11–8

Сверление до 15 мм:

без кондуктора

по кондуктору

12,5*–6,3

14–12

11

Сверление св. 15 мм:

без кондуктора

по кондуктору

25*–12,5

14–12

11

Зенкерование:

черновое

чистовое

25–12,5

6,3–3,2*

15–12

11–10

Растачивание:

            черновое

     получистовое

            чистовое

            тонкое (алмазное)

100–50

25–12,5

3,2–1,6*(0,80)

0,80–0,40*(0,20)

17–15

14–12

9–8

7

Развертывание:

      получистовое

             чистовое

             тонкое

12,5–6,3*

3,2–1,6*

0,80–(0,40)

10–9; 8**

7–8; 8**

7–6**

Протягивание:

получистовое

           чистовое

отделочное

6,3

3,2–0,80*

0,40–(0,20)

9–8

8–7

7

Зенкерование под углом

6,3–3,2

Шабрение:

             грубое

             тонкое

6,3–1,6

0,80–(0,10)

11

9–8

Продолжение табл. П. 3. 2

Вид обработки

Ra, мкм

Квалитет

Опиловка

25–(1,6)

11–8

Зачистка шлифовальной лентой (после резца и фрезы)

1,6–(0,20)

11–8

Шлифование круглое:

получистовое

                чистовое

                тонкое

6,3–3,2

1,6–0,80*

0,40–0,20*(0,10)

11–8

8–6

5

Шлифование плоское:

получистовое

                чистовое

                тонкое

6,3–3,2

1,6–0,80*

0,40–0,20*(0,050)

11–8

8–6

7–6

Прошивка:

                чистовая

                тонкая

1,6–0,40

1,6–(0,050)

9–7

7–6

Калибрование отверстий

шариком или оправкой:

               после сверления

     после растачивания

       после развертывания

1,6–0,40

1,6–0,40

1,6–0,050

9–8

7

7

Обкатывание и раскатывание

роликами или шариками

при исходном значении

Ra=12,5–3,2 мкм

1,6–0,40

9–6

Наклепывание шариками

при исходном значении

Ra= 3,2–0,8 мкм

0,80–0,20

Развальцовка:

             чистовая

             тонкая

1,6–0,40

0,20–0,10

7

6

Притирка:

              чистовая

              тонкая           

3,2–0,40

1,6–0,10

7–6

5

Доводка:

             грубая

             средняя

             тонкая

             отделочная

0,40*

0,20*– 0,10

0,050*

0,025–0,012(0,008)

7–6

6–5

5

Полирование:

              обычное

              тонкое

1,6–0,20

0,10–(0,050)

6

5

Продолжение табл. П. 3. 2

Вид обработки

Ra, мкм

Квалитет

Хонингование:

              плоскостей

              цилиндров

0,40*–0,10

0,20–(0,050)

8–7

7–6

Суперфиниширование:

     плоскостей

    цилиндров

0,40–0,20*(0,050)

0,40–0,10*(0,050)

5 и выше

5 и выше

Термохимическое      упрочнение:

            цементация

            цианирование

            азотирование

            борирование

            кадмирование

6,3–3,2

3,2–1,6

0,80–0,10

1,6–0,20

6,3–0,20

14–12

11;12

9–7

9–7

9–7

Электрофизическая и электрохимическая обработка:

1)стальные детали:

      электроконтактная

    анодно-механическая

     электроимпульсная

     электроискровая

     электрохимическая

     электронно-лучевая

     световым лучом

     электрохимико-   

     механическая

100

50–25

25–12,5

12,5–0,20

0,80–0,40

0,80–0,20

3,2–0,80

0,025–0,008

11–9

11–9

9–5

11–9

12–7

12–11

Исходный

2)детали из твердых сплавов:

   анодно-химическая

   электроимпульсная

      ультразвуковая

      электроискровая

   электронно-лучевая

     световым лучом

    электронно-алмазная

25–0,80

12,5–6,3

3,2–0,40

3,2–0,40

0,80–0,10

0,80–0,10

0,10

11–7

11–9

9–5

9–5

9–7

11–9

7–5

3)детали из

неметаллических

материалов:

     электронно-лучевая

     световым лучом

     ультразвуковая

    размерная абразивная

3,2–0,20

0,20

3,2–0,20

11–9

12–7

12–5

Примечания:

  1. Значения Ra приведены для стали; для чугуна, алюминия и алюминиевых сплавов следует брать меньшие значения параметра, для сплавов на медной основе при слесарной обработке (опиловка, шабрение), шлифовании и доводочных работах (притирка, полирование, хонингование) – брать любые из указанных интервалов, при остальных видах обработки – бόльшие значения.
  2. В круглых скобках указаны предельно достижимые значения параметра шероховатости и квалитета.
  3. Средние значения параметра шероховатости для данного вида обработки отмечены звездочкой.
  4. Квалитеты для чугуна отмечены двумя звездочками.

Таблица П. 3. 3

Параметр шероховатости поверхности и степень точности

при различных видах обработки деталей

Вид обработки

Ra, мкм

Степень точности

Нарезание резьбы:

              резцом

плашкой

              фрезой

        резьбонарезной головкой

метчиком

6,3–2,2 (1,6)

12,5–3,2 (6,3)

12,5–3,2 (1,6)

6,3–3,2

12,5–3,2 (1,6)

8–6 (5)

8 (6)

8–5

8–7 (6)

7 (6,4)

Шлифование резьбы

1,6–0,40

6–4

Накатывание резьбы

3,2–0,20

8–4

Обработка зубьев червячных колес:

фрезерование

шевингование      червячным шевером

3,2–1,6

1,6–0,80

9–7

7

Обработка зубьев цилиндрических и конических зубчатых колес:

шевингование

         обкатывание

         шлифование

      зубохонингование

        притирка

        полирование

        протягивание

1,6–0,80 (0,40)

1,6–0,80

1,6–0,40

0,80–0,012

0,80–0,012

0,40–0,10

3,2–1,6

7

7

7–6

7–6

7 (6)

8

Примечание. См. примечания к табл. П. 2.

Таблица П. 3. 4

Параметр шероховатости поверхности и квалитеты

при обработке резанием деталей из пластмасс

Вид обработки

Размер обрабатываемой

поверх-ности, мм

Термопласты с металлическим наполнителем (ПТЗ, НАМИ-ФБМ), пенопласты, поропласты и др.

Органическое стекло, фторопласт, капрон, полистирол, полиэтилен

винипласты

Достижи-мый квалитет

Ra,

мкм

Достижи-мый квалитет

Ra,

мкм

Наружное и внутреннее шлифование

3–100

6; 7

0,40–0,10

6; 7; 8

0,40–0,10

Двукратное развертывание

3–40

6; 7

0,80–0,40

6; 7

0,40–0,10

Чистовое точение

1–200

7; 8

0,80–0,40

8; 9

0,80–0,40

Чистовое растачивание

10–200

8; 9

0,80–0,20

8; 9

0,80–0,40

Однократное развертывание

10–40

7; 8

1,60–0,80

7; 8

1,60–0,80

Сверление

1–40

8; 9; 10

6,3–1,60

10

6,3–0,80

Чистовое фрезерование

10–300

10

3,2–0,80

11

1,60–0,80

Черновое точение

1–200

11; 12; 13

12,5–6,3

12; 13

12,5–6,3

Черновое фрезерование

10–500

11; 12; 13

12,5–6,3

12; 13

12,5–6,3

Таблица П. 3. 5

Параметры шероховатости поверхности, обеспечивающие получение гальванических покрытий (ГОСТ 9.301–86)

Вид покрытия

Ra, мкм (не выше) до покрытия

Защитные (кадмиевые, цинковые, оловянные, эпоксидные)

0,63

Защитно-декоративные (многослойные: медь-никель-хром,  никель-хром; однослойные: никелевые, золотые, серебряные, эмалевые)

1,60

Твердые и электроизоляционные анодно-кислые

0,80

Специальные в зависимости от функционального назначения (увеличения износостойкости, твердости, отражательной способности и др.) с одновременной защитой от коррозии (серебряные, золотые, палладиевые, радиевые, хромовые)

6,3

Таблица П. 3. 6

Величина дефектного слоя поверхностей,

полученных различными методами, мкм

Метод обработки

Дефектный слой

  1.  Литье в землю при формовке:

                ручной

                машинной

                в металлические формы

          центробежное

          в оболочковые формы

          по выплавляемым моделям

          под давлением

200–600

150–400

100–300

100–200

150–250

80–150

80–150

  1.  Ковка

400–600

  1.  Штамповка:

          обычная

          повышенной точности

200–400

200–400

150–300

  1.  Прокат:

      горячекатаный обычный

      повышенной точности

     холоднотянутый калиброванный

100–150

80–150

50–100

  1.  Рубка на прессах и ножницах

100–150

  1.  Резание пилами на станках

100–150

  1.  Точение черновое:

          получистовое

          чистовое

          тонкое

50–100

40–60

20–30

10–20

  1.  Строгание:

          предварительное

          окончательное

100–150

20–30

  1.  Сверление:

          черновое

                глубокое

50–100

25–50

  1.  Зенкерование:

          черновое

          чистовое

         однократное литого

         или прошитого

          отверстия;

          после чернового сверления

40–50

30–40

20–50

20–50

  1.  Рассверливание

15–70

Продолжение табл. П. 6

Метод обработки

Дефектный слой

  1.  Развертывание:

                 предварительное

                 точное

                 тонкое

15–20

5–15

5–10

  1.  Растачивание:

                 черновое

                 чистовое

                 тонкое

                 алмазное

20–50

10–25

5–10

4–10

  1.  Фрезерование:

                 обдирочное

                 чистовое

                 тонкое

80–100

40–60

10–30

  1.  Протягивание:

                 черновое

                 чистовое

10–25

5–10

  1.  Шлифование:

                 черновое

                 чистовое

                 тонкое

30–50

15–25

5–10

  1.  Хонингование

3–6

  1.  Суперфиниширование

3–5

  1.  Притирка:

                 предварительная

                 окончательная

3–5

3–5

  1.  Полирование

2–3

  1.  Обтачивание:

                 черновое

                 получистовое

                 чистовое

                 тонкое

60–120

20–50

20–30

5–10

Приложение 4

Примеры типовых схем базирования деталей

Базирование короткой цилиндрической детали при протягивании с центрированием на цилиндрической части протяжки и упором в торец на жесткий упор

Базирование короткой цилиндрической детали при протягивании на цилиндрической части протяжки и упором в торец на плавающий упор

Базирование короткой цилиндрической детали в трехкулочковом патроне с пневматическим приводом и упором в торец

Базирование короткой цилиндрической детали в призме и упором в торец, закрепление прижимом с пневматическим приводом

Продолжение приложения 4

Базирование длинной цилиндрической детали на две жесткие призмы и упором в торец, закрепление двойным прижимом с пневматическим приводом

Базирование длинной цилиндрической детали в призме и ориентированием по шпоночному пазу, закрепление прижимом с пневматическим приводом, форма прижима - призматическая

Базирование длинной цилиндрической детали на одну жесткую и одну регулируемую призмы и ориентированием по цилиндрическому пальцу, закрепление прижимом с ручным приводом

Базирование короткой цилиндрической детали на один цилиндрический и один ромбический пальцы, прижим двумя прихватами с ручным приводом

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Значения коэффициентов 1, 2 

Вид опор

Рис. 2

Коэффициент

Значение

коэффициента

Со сферической головкой

а

1

          0,50…2,0

С рифленой головкой

в

1

            0,6…2,5

Призмы

г

1

0,3…0,8

Пальцы ромбические

е

1

0,2…0,6

С плоской головкой

б

           2

0,4…0,8

Пластинки опорные

д

           2

0,002…0,004

Пальцы цилиндрические

ж

           2

0,001…0,002

Примечание:

Большие значения 1 и 2 выбирают для тяжелых условий работы опор по нагрузке, пути сдвига, времени неподвижного контакта и абразивному воздействию заготовки.


ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Таблица П.6.1

Основные правила отработки конструкции отливки на технологичность

Условия получения рациональной конструкции

Схема конструкции

Нерациональная

Рациональная

1

2

3

Для упрощения изготовления модели и формы разъем модели следует осуществлять в одной плоскости с плоскостью разъема формы

Внутренние полости следует выполнять открытыми и без поднутрений для исключения необходимости применения стержней

Условия получения рациональной конструкции

Схема конструкции

Нерациональная

Рациональная

1

2

3

Верхние (по положению при заливке) горизонтальные поверхности следует заменять наклонными

Конструкция детали должна позволять крепить стержень, оформляющий ее внутреннюю полость, с обоих концов и исключать применение жеребеек

Условия получения рациональной конструкции

Схема конструкции

Нерациональная

Рациональная

1

2

3

Элементы, выступающие на поверхности детали и выполняемые в моделях отъемными (например, бобышки Б), следует объединять и соединять с выступающей неотъемной частью

Внутренней полости детали, оформляемой стержнем, следует придавать простейшие очертания без поперечных перегородок и глубоких впадин

Условия получения рациональной конструкции

Схема конструкции

Нерациональная

Рациональная

1

2

3

Ребра жесткости следует располагать в плоскости разъема формы и перпендикулярно к ней

Двусторонние бобышки на стенке детали, подлежащие сверлению, следует заменять односторонними

При оформлении внутренней полости стержнем и наличии с наружной стороны бобышек и приливов целесообразно переносить их на внутреннюю поверхность

Условия получения рациональной конструкции

Схема конструкции

Нерациональная

Рациональная

1

2

3

Стенкам деталей необходимо придавать равномерные сечения

Особое внимание следует обращать на принцип направленного затвердевания

Для снижения трудоемкости формовки и уменьшения расхода формовочных материалов детали должны иметь компактную конфигурацию и по возможности небольшие габариты (особенно по высоте)

Условия получения рациональной конструкции

Схема конструкции

Нерациональная

Рациональная

1

2

3

В конструкциях крупных шестерен, шкивов и маховиков следует применять изогнутые спицы

Обрабатываемые взаимно перпендикулярные поверхности следует располагать так, чтобы припуски П на обработку не создавали участки, не выполнимые при формовке

Обрабатываемые бобышки следует располагать на одном уровне, обеспечивающем обработку их за один рабочий ход

Условия получения рациональной конструкции

Схема конструкции

Нерациональная

Рациональная

1

2

3

Бобышки и приливы, расположенные на наружных стенках и подлежащие обработке, рекомендуется заменять выточками, если это допустимо при заданной толщине тела отливки  

Конструкция отливки должна исключать применение при заливке стержней с одним знаком

Кромки стенок и отверстий должны быть окантованы для придания им жесткости


Таблица П.6.2

Примеры рациональных и нерациональных конфигураций поковок

Нерационально

Рационально

Нерационально

Рационально


Таблица П.6.3

Примеры технологичных и нетехнологичных конструкций

Основные технологи-

ческие требования

Конструкция

Преимущества

Технологичной

конструкции

нетехнологичная

технологичная

1

2

3

4

Обрабатываемые плоскости не должны быть сплошными

  1. Уменьшение расхода шлифовальных кругов.
  2. Повышение точности и снижения шероховатости обработки.
  3. Снижение трудоемкости.

Обрабатываемые плоскости следует располагать на одном уровне

  1. Возможность обработки за один ход производительными методами – торцовым фрезерованием, плоским шлифованием и протягиванием.
  2. Возможность обработки нескольких заготовок одновременно.
  3. Упрощение контроля.

Обрабатываемые плоскости должны быть открытыми. Узкие и длинные поверхности должны быть расположены так, чтобы их можно было обрабатывать вдоль плоскости

  1. Возможность обработки торцевым фрезерованием.
  2. Повышение производительности и точности обработки.

Закрытые плоскости должны иметь переходную поверхность, соответствующую размерам и виду инструмента

  1. Снижение трудоемкости.
  2. Применение производительных методов обработки и нормализованного режущего инструмента.

Обрабатываемые плоскости не должны располагаться в углублениях

  1. Применение производительных методов обработки.
  2. Снижение трудоемкости.

В ступенчатых отверстиях наиболее точную степень следует делать сквозной

  1. Снижение трудоемкости обработки.
  2. Повышение точности обработки и стойкости инструмента.
  3. Упрощение конструкции инструмента.

Продолжение таблицы П.6.3

Основные технологи-

ческие требования

Конструкция

Преимущества

Технологичной

конструкции

нетехнологичная

технологичная

1

2

3

4

Шлицевые отверстия должны быть непрерывными

  1. Предохранение инструмента от поломок и повышение его стойкости.
  2. Снижение трудоемкости обработки отверстия.

Следует избегать глухих шлицевых отверстий

Возможность обработки отверстия производительным методом – протягиванием.

Следует избегать глухих шлицевых отверстий

  1.  Предохранение инструмента от поломок и повышение его стойкости.
  2. Снижение трудоемкости обработки отверстия.

В отверстиях не должно быть обрабатываемых выточек

1.Снижение трудоемкости.

2. Возможно применение производительных методов обработки.

Для сокращения длины обрабатываемого отверстия следует обеспечить условия для наилучшего направления инструмента

  1. Повышение точности обработки.
  2. Увеличение жесткости инструмента.
  3. Повышение производительности.

Возможность нормального входа и выхода режущего инструмента

  1. Предохранение инструмента от поломок.
  2. Повышение точности сверления.
  3. Повышение производительности.

Отверстия должны быть расположены так, чтобы можно было работать инструментом нормальной длины

  1. Применение нормализованного инструмента и более полное его использование.
  2. Повышение точности обработки.

Продолжение таблицы П.6.3

Основные технологи-

ческие требования

Конструкция

Преимущества

Технологичной

конструкции

нетехнологичная

технологичная

1

2

3

4

Глухие отверстия с резьбой должны иметь канавки для выхода инструмента или в них должен быть предусмотрен сбег резьбы

  1. Улучшение качества резьбы.
  2. Улучшение условий.
  3. Снижение трудоемкости.

Конструкция отверстия с резьбой должна давать возможность работать резьбовым инструментом на проход

  1. Повышение производительности.
  2. Улучшение условий работы инструмента.
  3. Применение инструмента, обладающего лучшими режущими свойствами.

Следует избегать наклонного расположения оси отверстия

  1. Упрощение конструкции приспособления.
  2. Возможность одновременно обрабатывать другие отверстия при параллельном расположении осей.
  3. Снижение трудоемкости обработки отверстий.

Следует избегать закрытых пазов, обрабатываемых концевыми фрезами

  1. Применение более производительного инструмента.
  2. Улучшение условий работы инструмента и особенно его врезания.
  3. Снижение трудоемкости обработки.

Следует избегать закрытых гнезд и несквозных пазов

  1. Сокращение числа рабочих ходов.
  2. Упрощение конструкции режущего инструмента.
  3. Снижение трудоемкости обработки.

Основы технологии машиностроения

Часть I

Составитель:

Г а в р и л о в а Татьяна Михайловна

Редактор: А. В. К о ч у р и н а

Подписано к печати                    Формат 6084   1/16

Бумага офсетная   Гарнитура «Таймс»  Ризография

Усл. печ. л.   Уч-изд. л.   Тираж  150  экз. Заказ  №

Редакционно-издательский отдел

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет-УПИ»

Нижнетагильский технологический институт (филиал)

622031, г. Нижний Тагил, ул. Красногвардейская, 59

Отпечатано в РИО НТИ (ф) УГТУ-УПИ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36609. Логіка. Курс лекцій 1.34 MB
  Знання які здобуває людина на цій стадії пізнання виникають на основі даних органів чуттів опосередковуються ними і знаходять своє відображення в логічних формах поняттях судженнях та умовиводах. Основними логічними формами мислення є поняття судження умови. є: вчення про понятт; вчення про судження; логіка висловлювань з логікою предикатів; вчення про закони Л. Судження Логічна природа суджень.
36610. Проект создания системы контроля качества производства пакетов полиэтиленовых на ООО «Пластик» 728.5 KB
  Отрасль упаковки – одна из наиболее молодых в нашей стране, и это понятно, т.к. еще 10-15 лет назад никого не волновало, во что упакован товар, главное его купить, а завернуть можно было и в газету. Несколько десятилетий отрасль упаковки у нас совершенно не развивалась...
36611. Операційне числення 1.43 MB
  5 Поняття функції комплексної змінної. Множина комплексних чисел w що відповідають усім називається множиною значень функції fz. Оскільки кожне комплексне число характеризується парою дійсних чисел то завдання комплексної функції w =uiv комплексної змінної z = х iу еквівалентно завданню двох дійсних функцій двох дійсних змінних що може бути записане у вигляді wz =их у ivx у. Функції uху і vxy визначені в області G площини дійсних змінних x y що відповідає області G комплексної площини z.
36612. Поставка товаров, работ и услуг для органов внутренних дел 294.5 KB
  Сфера применения института поставки разнообразна и велика. Она включает отношения, связанные с поставкой товаров, как для коммерческих целей, так и для государственных нужд, в том числе нужд Органов внутренних дел. Тема моей дипломной работы «Поставка товаров, работ и услуг для нужд ОВД»
36613. ІНЖЕНЕРНА ГІДРАВЛІКА. Рух рідини в закритих руслах 752.5 KB
  Рух рідини в закритих руслах. Також в конспекті розглянуті питання виникнення гідравлічних опорів поняття гідравлічного удару витікання рідини через отвори та насадки вільні гідравлічні струмені. ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ КУРСУ ІНЖЕНЕРНА ГІДРАВЛІКА Гідравліка це наука яка вивчає закони рівноваги і руху рідини а також взаємодію між рідиною і твердими тілами в стані спокою і щодо їх руху.
36614. ПРОЕКТУВАННЯ ПЛАСТИЧНОЇ ФОРМИ ОДЯГУ 762 KB
  ПРИЙОМИ ТВОРЧОГО ПОШУКУ ПЛАСТИЧНОЇ ФОРМИ ОДЯГУ. Створення одягу це мистецтво. Тому пластична композиція форми одягу вирішується не лініями і площинами а обємами і просторами певної конфігурації і величини.
36615. РЕГІОНАЛЬНЕ УПРАВЛІННЯ 584.5 KB
  Регіональне управління [конспект лекцій для студентів спеціальності 6. Конспект лекцій з дисципліни Регіональне управління призначений для студентів спеціальності 6. Конспект лекцій з дисципліни Регіональне управління складено на підставі відповідних нормативних вимог Міністерства освіти і науки молоді та спорту України.
36616. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ З ТРУДОВОГО ПРАВА УКРАЇНИ 217 KB
  Предмет і система трудового права Трудове право розглядається в 3 значеннях як галузь права як науку і як навчальну дисципліну. Предмет трудового права – це сукупність трудових та інших пов’язаних з ними суспільних відносин з приводу організації та здійснення найманої оплачуваної праці. Перша загальна частина до якої входять такі інститути: а поняття та предмет трудового права; б основні принципи трудового права; в джерела трудового права; г суб'єкти трудового права; ґ трудові правовідносини; д колективний договір; е правова...