3 страница

Рис.3.1. Схемы обработки на фрезерно-центровальном полуавтомате (а, б),

вертикально-сверлильном (в) и токарном (г, д) станках: s – подача; n - частота вращения

Позиция — фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.

На фрезерно-центровальном полуавтомате заготовки обрабатывают на двух позициях: I - фрезерование торцов, II - центрование (рис.3.1, а, б). На шестишпиндельном горизонтальном прутковом автомате заготовка (пруток), закрепленная в цанговый патрон, при обработке последовательно занимает шесть различных позиций. При изготовлении деталей на токарно-револьверном полуавтомате револьверная головка с инструментами может занимать шесть различных положений (позиций) относительно заготовки.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей. Технологический переход может выполняться над одной или несколькими поверхностями заготовки одним или несколькими одновременно работающими инструментами без изменения (или при автоматическом изменении, например на станках с ЧПУ) режимов работы станка.

Отверстие может быть обработано за три перехода последовательно: I - сверление, II – зенкерование, III - развертывание (рис. 3.2, а). За один переход выполняется одновременная обработка поверхностей 1, 2, 3 двумя инструментами - резцом и комбинированным сверлом-зенкером (рис. 3.2, б).

Рис. 3.2. Схемы последовательной (а) и параллельной (б) обработки отверстия:

I – III - переходы; 1 – 3 - обрабатываемые поверхности

Схемы технологических переходов обработки двух поверхностей одновременно двумя инструментами приведены на рис. 3.1, а, б, трех поверхностей (двух наружных цилиндрических и одной торцевой) двумя инструментами - на рис. 3.1, д. Таким образом, переходом является как обработка одной поверхности одним (простым или фасонным) инструментом, так и одновременная обработка нескольких поверхностей комплектом режущих инструментов (комплектом фрез, многорезцовая обработка).

Вспомогательным переходом называется законченная часть технологической операции, включающая в себя действия человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей изделия, но которые необходимы для выполнения данной операции. Например: установка, закрепление и снятие заготовки, управление механизмами станка, контрольные промеры обрабатываемого изделия и др. Из времени, затрачиваемого на выполнение отдельных вспомогательных переходов, складывается вспомогательное время всей операции.

Законченными частями технологического перехода являются рабочий и вспомогательные ходы.

Рабочий ход - однократное перемещение инструмента относительно заготовки, сопровождаемое изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки. Понятие «рабочий ход» соответствует применявшемуся прежде понятию «проход», заключающийся в снятии одного слоя металла.

При токарной обработке ступенчатого валика (рис. 3.3) поверхность 1 обрабатывают за один рабочий ход, снимая припуск I, поверхность 2 - за два рабочих хода, снимая припуски I и II, а поверхность шейки 3 обрабатывают за три рабочих хода, последовательно снимая припуски I, II и III. Обработка может осуществляться одним и тем же резцом при неизменном режиме.

Рис. 3.3. Схема последовательной обработки поверхностей

Вспомогательный ход - однократное перемещение инструмента относительно заготовки, не сопровождаемое изменением формы, размеров, шероховатости поверхностей или свойств заготовки, но необходимое для выполнения рабочего хода.

После обработки поверхности 1, а затем поверхностей 2 и 3, суппорт с инструментом (резцом) возвращают в исходное положение (рис. 3.3), осуществляя каждый раз вспомогательный ход (l ₁, l ₂ и l ₃ соответственно). Время, затрачиваемое на выполнение вспомогательных ходов, входит в состав вспомогательного времени технологической операции.

2. Задание

Деталь изготовляют в условиях мелкосерийного производства. Номера вариантов указаны на рис.3.4.

Требуется:

1) выбрать вид, конфигурацию и размеры заготовки, вычертить эскиз;

2) выбрать метод обработки, подобрать тип металлорежущего станка, сформулировать для записи в технологических документах наименование;

3) установить последовательность обработки поверхностей на операции;

4) выполнить операционные эскизы, пронумеровать на эскизах все обрабатываемые поверхности;

5) записать содержание операции по переходам в технологической последовательности в сокращенной и полной формах;

6) вычертить схемы обработки детали по технологическим переходам.

3. Методика выполнения работы

Пример. Деталь (рис.3.5) изготовляют в условиях серийного производства. Все поверхности обрабатываются однократно.

Рис. 3.4. Эскизы деталей для выполнения работы

Решение.

1.Так как деталь имеет простую форму с небольшим перепадом диаметров, выбираем в качестве заготовки горячекатаный круглый прокат по ГОСТ 2590-71, разрезанный на штучные заготовки длиной 63 мм (припуски по торцам примем по 3 мм). Припуск на Æ85 мм при длине детали до 360 мм составляет 5 мм (Приложение А). Тогда диаметр проката Æ90 мм (рис.3.6).

Рис. 3.5. Эскиз детали

Рис. 3.6. Эскиз заготовки

2. Все поверхности кроме отверстия будем получать методом точения. Отверстие в сплошном материале изготавливаем сверлением. Для обработки используем токарно-винторезный станок. Наименование операции (в соответствии с типом используемого станка) - «Токарно-винторезная» (ГОСТ 3.1702-79).

3. Необходимо обработать девять поверхностей заготовки, для чего потребуется выполнить последовательно восемь технологических переходов. Заготовку обрабатываем за одну операцию, которая будет состоять из двух установов А и Б согласно операционным эскизам (рис. 3.7).

Рис. 3.7. Операционные эскизы

4. Устанавливаем рациональную последовательность выполнения технологических переходов по установам, руководствуясь операционными эскизами. На первом установе обрабатываем поверхности 1, 2, 3, 4, 5, 6. На втором установе – поверхности 7, 8, 9.

5. Содержание операции в технологической документации записывается по переходам технологическим (ПТ) и вспомогательным (ПВ) в последовательности их выполнения. При наличии операционных эскизов запись содержания операции может быть выполнена в сокращенной форме (табл. 3.1). При записи операции в полной форме (табл. 3.2) необходимо указывать параметры, достигаемые на данном переходе (номинальные размеры, предельные отклонения, шероховатость).

Таблица 3.1 - Содержание операции в сокращенной форме

Обозначение перехода	Вид перехода	Содержание перехода
А	ПВ	Установить и закрепить заготовку
	пт	Подрезать торец 4
	пт	Точить пов. 2 с образованием торца 1 (при точении поверхности 2 производится 2 рабочих хода)
	пт	Точить фаску 3
	пт	Сверлить отверстие 6
	пт	Расточить фаску 5
Б	ПВ	Переустановить заготовку
	пт	Подрезать торец 9
	пт	Точить поверхность 7
	пт	Точить фаску 8
В	ПВ	Контроль размеров детали
Г	ПВ	Снять деталь и уложить в тару

Таблица 3.2 - Содержание операции в полной форме

Обозначение перехода	Содержание перехода
А	Установить заготовку в трехкулачковый патрон и закрепить
	Подрезать торец выдерживая размер 60 мм
	Точить поверхность Æ80h12 за два рабочих хода с подрезкой торца, выдерживая размер 40 мм
	Точить фаску 4х45^о
	Сверлить отверстие Æ30h13 на проход
	Расточить фаску 2х45^о
Б	Переустановить заготовку
	Подрезать торец, выдерживая размер 57 h13 мм
	Точить поверхность Æ85h12
	Точить фаску 3х45^о
В	Контроль размеров детали
Г	Снять деталь и уложить в тару

6. Разработка содержания операции сопровождается схемами обработки детали по технологическим переходам. На схемах необходимо указать движения резания, режущий инструмент, получаемые размеры, обозначить опоры и зажимные устройства (рис. 3.8).

Установ А Переход 1	Установ А Переход 2	Установ А Переход 3
Установ А Переход 4	Установ А Переход 5
Установ Б Переход 6	Установ Б Переход 7	Установ Б Переход 8

Рис. 3.8. Схемы обработки детали по технологическим переходам

4. Контрольные вопросы

1. Что называют технологической операцией?

2. Что называют технологическим и вспомогательным переходом?

3. Что называют установом и позицией?

4. Что называют технологическим и вспомогательным ходом?

5. Как формулируют название операции?

6. В каком случае допускается сокращенная форма записи содержания технологической операции?

5. Литература

1. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении: Учеб. пособие / В. В. Бабук, В. А. Шкред, Г. П. Кривко, А. И. Медведев; Под ред. В.В. Бабука.– Мн.: Выш. шк., 1987.– 255 с.: ил.

2. Проектирование технологии: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов / И.М. Баранчукова, А.А. Гусев, и др.; Под общ. ред. Ю. М. Соломенцева. – М.: Машиностроение, 1990. – 416 с.

3. Соловьев С.Н. Основы технологии судового машиностроения. – 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Судостроение, 1992. – 352 с.; ил.

Практическая работа № 4

Выбор технологической базы и составление схемы

базирования заготовки

Цель работы – освоение практических навыков по выбору технологических баз и составлению схем базирования, необходимых при проектировании рационального технологического процесса обработки деталей судового оборудования.

1. Общие положения

Заготовка детали в процессе обработки должна занять и сохранять в течение всего времени обработки определенное положение относительно деталей станка или приспособления. Придание заготовке требуемого положения относительно станка и инструмента называется б азирование м.

Для базирования необходимо исключить возможность трех прямолинейных перемещений заготовки в направлении выбранных координатных осей и трех вращательных движений вокруг этих или параллельных им осей, т. е. лишить заготовку шести степеней свободы.

Для определения положения жесткой заготовки необходимо наличие шести опорных точек. В зависимости от формы и размеров заготовки эти точки могут быть расположены на координатной поверхности различно. На заготовках деталей, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда, три опорные точки целесообразно размещать на поверхности, отличающейся наибольшими размерами, две - на поверхности, отличающейся наибольшей протяжённостью, одну - на поверхности, отличающейся наименьшими размерами.

Поверхность или сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке и используемая для базирования, называются базой.

Базу, лишающую заготовку трех степеней свободы, называют установочной. В качестве установочной базы выбирают поверхность или сочетание поверхностей с наибольшими размерами.

Базу, лишающую заготовку детали двух степеней свободы, называют направляющей. В качестве направляющей базы выбирают поверхность или сочетание координатных поверхностей наибольшей протяженности.

Базу, лишающую заготовку одной степени свободы, называют опорной. В качестве опорной базы выбирают поверхность или сочетание координатных поверхностей с наименьшими размерами.

Базу, используемую для определения относительного положения изделия и средств измерения, называют измерительной.

Несколько иначе расположены опорные точки по поверхностям заготовок деталей, представляющих собой тела вращения, длина которых больше их диаметра (валики). На цилиндрической поверхности располагаются четыре опорные точки. Базу, лишающую заготовку детали четырех степеней свободы, называют двойной направляющей.

На торцовой поверхности и на одной из поверхностей шпоночного паза располагается по одной опорной точке; каждая из этих поверхностей называется опорной базой.

На заготовке детали, представляющей собой тело вращения, длина которого меньше диаметра (диски, зубчатые колеса, фланцы и т. д.), шесть опорных точек располагаются следующим образом: три - на торцовой поверхности, выполняющей функции установочной базы; две - на цилиндрической, лишающей заготовку детали двух степеней свободы (перемещения вдоль двух координатных осей), вследствие чего эта поверхность является двойной опорной базой; одна точка - на одной из поверхностей шпоночного паза, выполняющей функцию опорной базы.

Для обеспечения контакта между поверхностями заготовки детали и опорными точками необходимо создать зажимные силы (силовое замыкание), которые рекомендуется располагать против опорных точек.

В производственных условиях всегда имеют место погрешности обработки, зависящие от условий установки ɛ_уст = √ ɛ_баз + ɛ_закр + ɛ_пр, т. е. от погрешности базирования ɛ_баз и закрепления ɛ_закр заготовки, от неточности приспособления ɛ_пр.

Погрешностью установки называется отклонение фактически достигнутого положения заготовки при установке от требуемого.

Установкой называется процесс базирования и закрепления заготовки.

Погрешностью базирования называется отклонение фактически достигнутого положения заготовки при базировании от требуемого. Эта погрешность имеет место при не совмещении измерительной и установочной баз заготовки; она не является абстрактной величиной, а относится к конкретному размеру при данной схеме установки.

Закреплением называется приложение силы или пары сил к заготовке для обеспечения постоянства ее положения, достигнутого при базировании.

Для уменьшения этих погрешностей при разработке технологических процессов важно соблюдать правила базирования: правило «шести точек», правило «постоянства баз», правило «совмещения баз».

Из правила шести точек следует, что для полного базирования (т.е. базирования с лишением ее всех шести степеней свободы) заготовки в приспособлении или на станке необходимо и достаточно создать в нем шесть опорных точек, расположенных определенным образом относительно баз заготовки. К этим точкам заготовка плотно прижимается своими базовыми поверхностями, чем надежно имитируются жесткие двусторонние связи. Для прижима используются внешние зажимные устройства, число которых может быть неограниченным.

Принцип совмещения баз заключается в том, что в качестве технологической базы выбирают поверхность, являющуюся измерительной базой. При несоблюдении этого принципа точность обработки снижается и появляется погрешность базирования. Лучшие результаты достигаются при совмещении технологической, измерительной и конструкторской баз.

Принцип постоянства баз используется тогда, когда за технологические базы на всех операциях технологического процесса принимаются одни и те же поверхности. Каждая смена баз всегда сопровождается появлением добавочных погрешностей базирования. Когда поверхности детали нельзя обработать за один установ, за новую технологическую базу выбирают более точно обработанную поверхность.

От правильности базирования зависит точность обработки. При разработке схемы базирования решают вопросы выбора и размещения опорных точек.

Схему расположения опорных точек на базах называют схемой базирования. Эта схема определяется формой поверхностей заготовок.

В технологической документации для указания опор, зажимов и установочных устройств приспособлений используют обозначения, приведенные в табл. 4.1 - 4.4. Для базовых установочных поверхностей допускается применять обозначение (на видах спереди и сбоку) и (на виде сверху). Невидимые опорные точки обозначают такими же символами, но пунктиром.

Вид устройства зажима обозначают слева от обозначения зажима: пневматическое - Р; гидравлическое - Н; электрическое - Е; магнитное - М; электромагнитное - ЕМ; прочие - без обозначений.

Таблица 4.1 - Обозначение опор по ГОСТ 3.1107-81

Наименование	Вид спереди	Вид сверху	Вид снизу
Неподвижная
Подвижная
Плавающая
Регулируемая
Со сферической выпуклой рабочей поверхностью		-	-
С призматической рабочей поверхностью неподвижная		-	-
подвижная		-	-

4.2 - Обозначение зажимов по ГОСТ 3.1107-81

Наименование	Вид спереди	Вид сверху	Вид снизу
Одиночный механический
Двойной механический

4.3 - Обозначение установочных устройств по ГОСТ 3.1107-81

Наименование	Вид спереди, сверху, снизу	Наименование	Вид спереди, сверху, снизу
Центры неподвижный		Оправка цанговая
вращающийся		Патрон (зажим) пневматический
рифленый		Патроны двух-, трех- и четырехкулачковые с механическим зажимом
Оправка цилиндрическая гладкая		Патрон цанговый
Оправка шлицевая		Патрон поводковый с хомутиком

Число точек приложения силы записывают справа от обозначения зажима. На схемах, имеющих несколько проекций, допускается на отдельных проекциях не указывать обозначения опор, зажимов. Допускается несколько одноименных опор обозначать количеством их справа.

Для указания формы рабочей поверхности опоры, зажима или установочного устройства используют специальные значки (табл. 4.4)

Таблица 4.4 – Обозначение формы поверхности опор, зажимов или установочных устройств

Форма рабочей поверхности	Обозначение на всех видах	Форма рабочей поверхности	Обозначение на всех видах
Плоская		Коническая
Сферическая		Ромбическая
Цилиндрическая (шариковая)		Трехгранная
Призматическая

Примеры составления схем базирования приведены в Приложении Б.

Основными базами подавляющего большинства валов являются поверхности его опорных шеек. Однако использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей, как правило, затруднительно, особенно при условии сохранения единства баз. Поэтому при большинстве операций за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий с обоих торцов заготовки, что позволяет обрабатывать почти все наружные поверхности вала на постоянных базах с установкой его в центрах. Для выдерживания длин ступеней от торца вала, в качестве технологической базы выбирают торец заготовки.

При изготовлении корпусных деталей призматического типа широко используется базирование по плоской поверхности 1 и двум отверстиям 2, чаще всего обработанным по 7 квалитету (рис. 4.1 а). Детали фланцевого типа базируются на торец фланца 1, отверстие 2 большего диаметра и отверстие 3 малого диаметра во фланце. Распределение опорных точек зависит от соотношения длины базирующей части отверстия к его диаметру (рис. 4.1 б, в).

а)

б)

в)

Рис.4.1. Схемы базирования корпусной заготовки:

а - на плоскость и два отверстия; б - на плоскость, короткую выточку и отверстие; в - на плоскость, длинное отверстие и отверстие малого диаметра во фланце

2. Задание

1. Дать расшифровку схем базирования, приведенных на рис. 4.2.

2. Для станочной операции по обработке указанной поверхности детали требуется выбрать технологическую базу и составить схему базирования. Варианты приведены в табл. 4.5 и на рис. 4.3.

Рис. 4.2. Обозначение опор и зажимов на схемах точения (а), фрезерования (б, д) и растачивания (в, г)

Таблица 4.5 - Варианты заданий (рис.4.3)

Вариант	Эскиз	Наименование операции	Содержание операции
	а	Вертикально-сверлильная	Сверлить отверстие в шаре
	а	Токарная	Сверлить отверстие в шаре
	б	Токарная	Точить поверхности в размеры d1, d2, a
	б	Вертикально-сверлильная	Сверлить отверстие d
	б	Кругло-шлифовальная	Шлифовать поверхность d2 , в размер а
	в	Горизонтально-фрезерная	Фрезеровать паз
	в	Вертикально-фрезерная	Фрезеровать поверхность в р-р L1
	в	Горионтально-фрезерная	Фрезеровать поверхности в р-р l
	г	Вертикально-сверлильная	Сверлить 2 отверстия
	г	Тонкорасточная	Расточить 2 отверстия
	г	Плоскошлифовальная	Шлифовать торцы в р-р l

3. Методика выполнения работы

Дата добавления: 2015-10-28