Проектирование маршрута технологического процесса механической обработки заданной детали

    При разработке укрупненного маршрута механической обработки проводим анализ возможности  использования прогрессивных методов  обработки. Варианты выбранных методов  обработки представлен  табл. 5.1. 

Таблица 5.1

 

    Учитывая, что повторяемость методов обработки  детали должны быть максимальной, то следует  стремиться к тому, чтобы число  методов обработки для обработки  всех поверхностей детали было минимальным.

    Пример  типового процесса изготовления вала из термоулучшаемых материалов состоит  из следующих этапов:

    -  Термообработка исходной заготовки  (нормализация)

    - Подрезка торцев и зацентровка  базовых (технологических) отверстий.

    - Предварительная обработка, обтачивание наружных поверхностей (в 
случае необходимости фрезерование шпоночных пазов.)

    -  Термообработка (если предусмотрена  Т.У.)

    -  Окончательная обработка (шлифование  полирование, суперфиниширование  и т.д.)

     6. Выбор технологических  баз.

     В типовом технологическом процессе обработки деталей класса “Валы” (длинной более 120 м) предусмотрено обеспечение принципа постоянства баз за счет обработки вала в центрах. Поэтому первой операцией будет обработка торцов и выполнение центровых отверстий.

     Схема базирования заготовки на фрезерно-центровальной операции

(фрезеровать  два торца одновременно и центровать 2 отверстия единовременно на двухстороннем фрезерно-центровальном полуавтомате последовательного действия МР71) представлена на рис 6.1 а). Схема базирования заготовки на токарном станке 16К20 (точить диаметр d1) представлена на рис 6.1 б). 

а)  
 

 
 

                       dd                       dd                  

                                                            

 б)                       

                              

                                                                l2

                                                  l1 
 

Рис. 6.1 Схемы  базирования заготовки

    Выбор варианта обработки может быть расширен, что особенно важно в том случае, когда применение выбранного варианта вызывает трудности, связанные, например, с отсутствием такого приспособления, необходимости в дополнительных затратах и т.д. (см приложение).Поэтому целесообразно провести расчеты погрешности базирования в различных вариантах. При этом может оказаться, что погрешностьбазирования в одном варианте равна нулю, но потребуются дополнительные затраты на ее осуществление, а в другом погрешность базирования на порядок меньше чем допуск на получаемый размер, что вполне приемлемо и не требует дополнительных затрат средств и времени, так как погрешность базирования должна быть меньше или равна 0,3 допуска на получаемый размер  dв < Т. 
 

7. Выбор технологического  оборудования, оснастки  и средств

автоматизации. 

    Выбор оборудования осуществляется на основании  ранее выполненных работ по определению  типа производства, маршрута обработки  и т.д.

    При   черновой   и   получистовой   и   чистовой   обработке   могут   быть использованы токарные станки моделей: 1725МФЗ (с ЧПУ), 1713МФЗ (с ЧПУ), 1П752МФЗ (с ЧПУ) (см. приложение).

    Станки  с ЧПУ имеют устройства для  автоматической загрузки и выгрузки заготовок, уборки стружки, смены инструмента  и т.д. На патронноцентровых станках  можно осуществить подрезание торцев, обточку и расточку, прорезку канавок.

    Число оборотов шпинделя обычно более 2000 мин, что позволяет использовать резцы  с режущими пластинами из сверхтвердых материалов, т.е. производить обработку  термообработанных валов. Глубина  резания (для термически не обработанных заготовок) составляет до10мм. Станки с ЧПУ могут быть снабжены трехкулачковыми комбинированными быстродействующими и легко переналаживаемыми патронами с гидравлическим приводом.

    На  первой операции часто используется фрезерно-центровальные станки моделей МР02ФЧ (с ЧПУ). На станках с ЧПУ кроме фрезерования торцов, может быть осуществлена обточка крайних шеек.

    Станки  модели МР021Ф4 позволяют обрабатывать валы диаметром от 20 до 150 мм, длинной  от 200 до 750 мм. При этом имеют число  оборотов шпинделя от 70 до 1600 мин -1, подачу от 20 до 400 мм/мин и мощность главного привода 30 кВт.

    Концентрации  обработки на одной технологической  операции вызывает необходимость поворота заготовки.

    Основной  базой вала является поверхность  опорной шейки, но в этом случае возникает проблема с обеспечением принципа постоянства баз. На чертеже детали не указывается центровые отверстия с обоих торцов вала, а только осевая линия. Однако с целью обеспечения обработки шейки вала с одного установа на первой операции фрезеруются торцы и выполняются технологическая база (центровые отверстия с обоих торцов вала).

    При обработке валов на станках с  ЧПУ, на первой операции может быть использован фрезерно-центровальный  станок модели МР021Ф4. На этом станке после  обработки одного торца и зацентровки отверстия заготовка поворачивается на 180° и осуществляется обработка второго торца. Кроме того на этом станке может одновременно осуществляться обточка близлежащей шейки вала.

    На  фрезерно-центровальных станках  с ЧПУ или без ЧПУ базирование  заготовки осуществляется по черновым цилиндрическим поверхностям с упором в торец в призмах с гидравлическим зажимным приспособлением (для закрепления заготовки).

    Черновые  и получистовые операции обточки  вала обычно совмещены и выполняются  при установке вала в трехкулачковом патроне. Базами при дальнейшей обработке вала являются центра и торец. При черновой и получистовой обработке вала на станках с ЧПУ может быть использован станок модели 1725МФЗ, 16К20ФЗ и др. В условиях токарной обработки могут быть использованы плавающие центра, поводковые и другие устройства. При применении поводковых торцевых устройств необходимо обеспечить одинаковую силу закрепления.

    Следует учитывать, что после термической  обработки валы деформируются и  центровые отверстия обычно приходится править на центрошлифовальном станке. Базами в этом случае являются шейки вала, а приводом торцевой поводок.

    Для обработки валов применяются  резцы токарные сборные проходные  с многогранными пластинами (левые  и правые), канавочные, отрезные, резьбовые, державочные и другие.

    Широко  используются так же фрезы торцевые насадные, шпоночные, сверла центровые  и спиральные, зенковки, развертки, метчики и другой инструмент.

    Заготовки из твердосплавных материалов изготавливают, как правило, холодным прессованием из смеси порошков карбидов и связующего материала с последующим спеканием и прессованием. Химический состав и физико-механические свойства некоторых наиболее распространенных твердых сплавов представлены в табл. 7.1.

    Использование резцов с твердосплавными неперетачиваемыми пластинами более рационально, чем из быстрорежущих и других инструментальных сталей. Твердые сплавы являются одним из основных инструментальных материалов, применяемых для режущей части резцов.

    Следует учитывать, что вольфрам в составе  твердых сплавов обеспечивает значительно больший эффект, чем в быстрорежущей стали. При равном количестве затраченного вольфрама инструмент из твердого сплава в состоянии обработать в 5 раз больше металла, чем инструмент из быстрорежущей стали, следовательно, использование твердого сплава даже с точки зрения экономии дефицитного вольфрама целесообразно.

    Твердые сплавы являются как бы псевдосплавами карбидов вольфрама, титана, ванадия  с кобальтом, никелем или железом. Карбиды —тугоплавки, металлы —  вязки, они сцепляют карбиды, создавая материал с высокими показателями износостойкости и прочности.

     Применение  износостойких покрытий является одним  из важных направлений, повышающих эффективность  токарных резцов, и во многом зависит  от состава толщины и качества соединения покрытия с основанием (рис. 7.1). Применение износостойких покрытий позволяет повысить стойкость инструмента в 2 и более раз.

    Неперетачиваемые  пластины с износостойким покрытием  обеспечивают экономически наиболее выгодный вариант использования резцов, имеющих высокую стойкость и не требующих восстановления их рабочей части за счет переточек.

    Таблица 7.1