Вибір способу та послідовності обробки окремих поверхонь та інструментів

Завданням проектування технологічного процесу механічної обробки є визначення такої її послідовності, при якій найбільш повно використовуються технологічні можливості верстатів, пристроїв та інструментів, а деталь виготовляється з найменшими матеріальними витратами. Такі ж завдання вирішуються і при проектуванні технологічного процесу відновлення зношених і пошкоджених деталей.

 Технологічний процес повинен бути розроблений з урахуванням виробничих можливостей підприємства і передового досвіду. Необхідно також мати такі вихідні дані:

1. Річну виробничу програму, яка впливає на вибір обладнання, пристроїв, інструментів, а також на структуру технологічного процесу.

2. Робоче креслення деталі, за яким становлять технологічний маршрут обробки, визначають види, методи механічної обробки і місце термічної обробки в загальному технологічному процесі виготовлення деталі, складають технічні умови (ТУ) на приймання оброблюваної деталі, вибирають обладнання, пристосування й інструмент. Робоче креслення деталі повинно бути виконане в масштабі 1:1. Виняток робиться для деталей великих і малих розмірів. На робочому кресленні проставляють усі необхідні розміри для обробки деталі. Розміри на поверхні, що сполучаються, приводять із допусками, що характеризують точність обробки. Крім того, вказують допуски на неточність взаємного розташування окремих оброблюваних поверхонь. Шорсткість оброблюваних і необроблюваних поверхонь позначають умовними знаками згідно з ГОСТу.  На робочому кресленні також указується матеріал, з якого повинна бути виготовлена ​​деталь, її маса, термічна обробка, твердість деталі (серцевини), її окремих поверхонь та інші відомості.

3. Вказівки з використання наявного обладнання та його завантаження. Якщо розробляється технологічний процес для діючого підприємства, то зазвичай обумовлюють у завданні, на якому обладнанні обробляти, число змін роботи і т. п.

4. Довідкові матеріали, до яких відносяться каталоги або паспортні дані верстатів, довідники режимів різання, нормування, пристосувань, інструментів і т. д.

Технологію механічної обробки розробляють у такій послідовності:

1. Вивчають робоче креслення деталі, технічні вимоги на її виготовлення. З метою можливого поліпшення технологічності конструкції деталі з'ясовують, якій складальній одиниці й машині вона належить, установлюють передбачувані умови її експлуатації (середа, навантаження і т. п.).

Основні вимоги до технологічності деталі:

• конструкція деталі повинна складатися зі стандартних й уніфікованих конструктивних елементів або бути стандартною в цілому;
• деталі повинні виготовлятися зі стандартних або уніфікованих заготовок;
• розміри і поверхні деталі повинні мати оптимальні точність і шорсткість;
• фізико-хімічні та механічні властивості матеріалу, жорсткість деталі, її форма і розміри повинні відповідати вимогам технології виготовлення, зберігання і транспортування;
• показники базової поверхні (точність, шорсткість) деталі повинні забезпечувати точність установки обробки та контролю;
• заготовки повинні бути отримані раціональним способом з урахуванням заданого обсягу випуску і типу виробництва;
• метод виготовлення повинен забезпечувати можливість одночасного отримання кількох деталей;
• сполучення поверхонь деталей різних класів точності і чистоти повинні відповідати застосовуваним методам і засобам обробки;
• конструкція деталі повинна забезпечувати можливість застосування типових і стандартних технологій її виготовлення.

2. Вибирають заготовку та метод її виготовлення. Це складне економіко-технічне завдання. В основі його вирішення лежить забезпечення необхідних властивостей виготовлених деталей, мінімуму витрат на виробництво заготовки і подальшу обробку.

Технічним критерієм при виборі заготовки є: матеріал, конфігурація і розмір заготовки, маса, точність виконання й якість поверхневого шару, напрямок волокон матеріалу, визначальна працездатність деталі. Так, якщо матеріал заготовки - чавун, то очевидно, що отримати заготовки можна тільки литтям, а метод (в землю, у кокіль і т. п.) залежатиме від економічних критеріїв і технічних можливостей. Подальша обробка заготовки на автоматизованому обладнанні виключає вільну ковку або лиття в землю через великі допуски, що тягнуть більшу вірогідність поломки різального інструменту.

Вартість відходів при механічній обробці визначається за довідковою літературою.

3. Вибирають технологічні базові поверхні при обробці деталей відповідно до вимог ГОСТ 21495-76 і наступних рекомендацій:

• за технологічні бази необхідно приймати поверхні, що володіють достатньою жорсткістю;
• за чорнові бази забороняється приймати поверхні, що володіють великими штампувальними або ливарними ухилами;
• чорнова база приймається один раз і тільки на першій операції;
• за чистові бази необхідно приймати поверхні, оброблювані з максимальною точністю;
• за чистові бази доцільно вибирати основні установочні бази, а не допоміжні; причому прагнути до збігу технологічної та конструктивних баз;
• необхідно дотримуватися принципу послідовності зміни баз, тобто вибір поверхонь технологічних баз виробляти від менш точних до більш точних;
• прагнути дотримуватися принципу єдності баз, тобто по можливості обробляти  деталь з однієї установки, в іншому випадку - за технологічні бази приймати одні й ті ж поверхні.

З урахуванням правил базування для різних класів деталей можна рекомендувати як технологічні бази наступні поверхні (наведені рекомендації не означають, що інші поверхні не можуть служити технологічними базами):

у дисків: чорнову базу - зовнішню поверхню обертання і торець;

              чистову базу - внутрішню поверхню обертання і торець; 

у гільз: зовнішню або внутрішню поверхню обертання і торець;

у корпусних деталей: площину і два отвори (підшипники або втулки), площину і два настановних отвори;

у вилок: площину і два отвори, площину, один отвір і зовнішню поверхню .

4. Вибирають вигляд і методи обробки поверхонь деталей. Під виглядом обробки  розуміють технологічний вплив із метою отримання готової деталі: лиття, обробки тиском, механічної обробки різанням, термічної обробки та ін.

Під методом обробки розуміють спосіб взаємодії заготовки з технологічним обладнанням (свердління, точіння, нікелювання і т. п.).

Вибір методів обробки залежить фактично від тих же факторів, що і вид обробки.

5. Складають технологічний маршрут обробки деталі. При цьому слід користуватися типовими та груповими технологіями, які можуть служити основою при складанні технологічного маршруту.
У кінці кожної операції включається контроль оброблених параметрів.

6. Установлюють склад і раціональну послідовність переходів операції.

7. Визначають припуски на обробку поверхонь деталей по всіх технологічних переходах, а також операційні розміри, допуски на різних стадіях обробки заготовок.

8. Вибирають верстати, пристосування, ріжучий і контрольно-вимірювальний інструмент. При виборі інструменту слід застосовувати нормалізовані інструменти, характеристика яких наведена у відповідних довідниках.

9. Визначають режими обробки заготовок на верстатах, перевіряють правильність вибору режимів різання і відповідність потужності електродвигунів обраних верстатів потрібної потужності різання.

Вибір режимів різання полягає в підборі економічно доцільного поєднання глибини різання і подачі, а також у розрахунку швидкості різання при прийнятій стійкості ріжучого інструменту. Методика визначення раціонального режиму розглядається в курсі «Обробка металів різанням, металорізальні верстати та інструменти». 

10. Визначають норми часу для кожної операції.

11. Встановлюють розряди робіт для всіх операцій.

12. Визначають собівартість виготовлення деталі.

Якщо розробляються кілька варіантів технологій виготовлення деталі, то їх порівнюють і вибирають найбільш економічно доцільний варіант обробки.

13. Заповнюють технологічну документацію.

Типова технологія, розроблена в проектно-конструкторських організаціях, потребує доопрацювання («прив'язці») до конкретних умов даного виробництва (устаткування, обсяг виробництва тощо). Незважаючи на це, ефект від застосування типової технологічної документації значний - витрати праці скорочуються в 2-3 рази.

У прискоренні технологічної підготовки активну роль відіграють технологічні інструкції (нормалі) часто зустрічаються такі види робіт: підрізка торців, протягування отворів, нарізування і накатка різьби, фрезерування, слюсарно-складальні роботи, термообробка, зварювально-наплавочні роботи та ін. Ці документи також можуть розроблятися централізовано для цілої групи машин.