2.5 Анализ заводского технологического процесса обработки детали и сборки изделия

Изучение заводского технологического процесса и его анализ производятся студентами во время прохождения преддипломной практики. Тщательный анализ заводского технологического процесса позволяет выявить недостатки и преимущества, присущие данному технологическому процессу. Это поможет спроектировать новый технологический процесс, свободный от недостатков.

При анализе заводского технологического процесса механической обработки деталей изучается последовательность операций и разбивка их на черновые, чистовые и отделочные; рассматриваются способы и методы достижения заданной точности размеров детали; устанавливается степень соответствия заводского технологического процесса программе выпуска деталей. Особое внимание обращается на уровень механизации и автоматизации действующего технологического процесса, применяемые оборудование и оснастку. Изучаемый заводской технологический процесс необходимо охарактеризовать с точки зрения дифференциации и концентрации операций.

Необходимо дать анализ действующего технологического процесса по выбору черновых баз, их влияния на определение последовательности обработки. Припуски на обработку в действующем технологическом процессе необходимо проанализировать с точки зрения соответствия их нормативам и стандартам и выборочно проверить расчетом.

Аналогичным образом анализируются допуски на обработку и режимы резания. Последние выборочно проверяются расчетом.

Далее анализируются затраты основного и вспомогательного времени на обработку.

Результаты работы по анализу заводского технологического процесса оформляются с необходимыми расчетами и эскизами в виде соответствующего раздела расчетно - пояснительной записки дипломного проекта.

Рекомендуемая литература к разделу 2.5: / 1 /, с. 227-293; / 3 /, с. 60-96.

2.6 Установление метода изготовления заготовки

Правильный выбор способа получения заготовки ведет к экономии металла, снижает потребность в металлорежущих станках, способствует сокращению производственных площадей, занятых оборудованием; уменьшает расход режущего инструмента; снижает трудоемкость механической обработки и, следовательно, ведет к снижению себестоимости изготовления детали.

Заготовку необходимо выбрать в соответствии с конструкцией детали и объемом производства. При крупносерийном и массовом производстве размеры и форма заготовки должны максимально приближаться к размерам и форме готовых деталей, поэтому целесообразно применять прецезионное литье, литье в оболочковые формы, литье под давлением, штамповку в закрытых безоблойных штампах, чеканку, штампо - сварные конструкции и другие.

В расчетно - пояснительной записке следует дать технико - экономическое обоснование оптимального метода получения заготовок с учетом как стоимости их получения, так и возможной экономии за счет уменьшения механической обработки.

Экспертную оценку и экономическое обоснование выбранного способа изготовления заготовки осуществляют путем сравнения технологической себестоимости различных вариантов в соответствии с методическими указаниями, приведенными в рекомендуемой литературе к разделу 2.6:

/ 1 /, с. 233-235; / 2 /, с. 91; / 3 /, с. 13-29, 251; / 4 /, с. 84-93, / 17 /.

2.7 Обоснование выбора баз и расчет погрешности базирования

Важным этапом проектирования технологического процесса на заданную деталь является выбор базовых поверхностей для ее обработки.

От правильного решения этого вопроса зависит обеспечение требуемой точности и продолжительности изготовления детали. В первую очередь выбирается черновая база, от которой будет выполняться первая операция механической обработки, а затем установочная база, которая будет служить для установки и ориентации детали в процессе последующей механической обработки.

При выборе черновой базы необходимо руководствоваться следующими положениями:

1. Необработанные поверхности заготовки могут быть использованы в качестве установочной базы без выверки только один раз.

2. Принятые поверхности для черновой базы должны иметь правильную геометрическую форму, не иметь следов отрезки облоя, литников и прибылей, литейных и штамповочных уклонов.

3. Если деталь обрабатывается со всех сторон, то черновой базой должна служить поверхность, имеющая наименьший припуск.

При выборе чистовых баз необходимо руководствоваться следующими положениями:

1. По мере возможности соблюдать принципы единства и постоянства баз.

2. Выбранные поверхности детали в качестве чистовой базы должны обеспечивать неизменность положения детали в пространстве и связать столько степеней свободы, сколько потребуется для устойчивого положения детали.

3. Выбранные технологические базы должны обеспечить наибольшую жесткость детали в направлении действия зажимных усилий и сил резания, возникающих в процессе обработки.

4. Установочные и направляющие базовые поверхности должны иметь наибольшие размеры.

При обработке детали следует стремиться использовать основные базы, так как при этом отпадает необходимость перерасчета размеров и ужесточения допусков.

Применение вспомогательных баз может быть оправдано, если при этом осуществляется большее удобство базирования и упрощается конструкция приспособлений.

Если выбранная технологическая база не совпадает с конструкторской, то необходимо рассчитать установочные размеры и допуски на них так, чтобы при возможных погрешностях базирования выполнялись требования точности конструкторских баз.

При этом пользуются размерными цепями, которые представляют связь между размерами. Различают два вида размерных цепей - конструкторскую и технологическую.

В конструкторской размерной цепи замыкающий размер является наименее важным, что нельзя сказать при рассмотрении технологической размерной цепи.

Расчет размерной цепи наиболее прост, когда ставится задача определения значения замыкающего размера по размерам составляющих звеньев, т.е. решается прямая задача. При расчете технологических размерных цепей всегда приходится решать обратную задачу, т.е. по заданным значениям замыкающего размера размерной цепи необходимо определить значения составляющих размеров. Для этого необходимо произвести подбор величин допусков на составляющие размеры с таким расчетом, чтобы их сумма не превышала допуск на замыкающий размер.

В технологической размерной цепи замыкающим размером служит размер, являющийся в конструкторской цепи одним из составляющих.

Рассмотрим примеры.

Пример I.

Определить погрешность установки в токарном 3-кулачковом самоцентрирующем патроне единичной заготовки, полученной литьем в оболочковую форму, если диаметр поверхности, воспринимающей силу зажима, равен 70 мм.

Решение. При обработке поверхностей вращения играет роль радиальное смещение, величина которого составляет 150 мкм, / 6 /, с. 26, таблица 13.

При обработке плоских торцовых поверхностей важно знать осевое смещение, равное в рассматриваемом случае 80 мкм, / 6 /, с. 26, таблица 13.

Пример 2.

Определить погрешность базирования при токарной обработке заготовки на центровой жесткой оправке с буртом и закреплением заготовки гайкой, если диаметр посадочного места оправки равен 75 g6 , а диаметр базового отверстия 75 Н7 .

Решение. Погрешность базирования в радиальном направлении, сказывающаяся на точности расположения наружной обрабатываемой поверхности, равна наибольшему зазору между базовым отверстием и оправкой, т.е. в данном случае:

.

Пример 3.

Как следует из чертежа детали (рисунок 1), при обработке торца 2 уступа необходимо выдержать размер . Обработка этого торца производится на токарно - многорезцовом полуавтомате (рисунок 2).

Рисунок 1. Чертеж детали Рисунок 2. Схема обработки

Определить условия, при которых при обработке в этом положении будет выполнено требование чертежа в отношении точности заданного размера .

Решение. У вала для его линейных размеров торец 1 принят за конструкторскую базу и поэтому от него задан paзмер (до торца уступа) с точностью 11 квалитета при общей длине вала .

В конструкторской размерной цепи размер 410 = 480 - 70 является замыкающим звеном этой цепи.

При подрезке уступа 2 на токарно - резцовом полуавтомате с использованием плавающего центра установочной базой станет, кроме центровых гнезд, еще и торец 3 и создадутся условия не совмещения баз (конструкторской и технологической), в связи с чем потребуется определить новый технологический размер Т.

В технологической размерной цепи замыкающим становится размер , допуск которого определяется так:

;

.

.

Допуском размера Т является экономическая точность работы полуавтомата по выдерживанию точности линейных размеров. Ее можно принять по 8 квалитету точности, что составляет на размер 410 h8 допуск, равный 0,097 мм.

Сравнивая полученный допуск размера (0,347 мм) с заданным чертежом (0,190 мм), устанавливаем, что заданная точность не достигается. Значит, необходимо уменьшить оба слагаемых, из которых составляется допуск размера 70. Так:

а) ужесточить допуск на размер общей длины вала L до величины 0,097 мм, т. е. выполнять его с точностью 8 квалитета;

б) повысить точность при подрезке торца 2 до величины 0,063 мм, что соответствует точности 7 квалитета.

При выполнении этих мероприятий допуск размера будет равен:

,

что вполне удовлетворяет требованиям чертежа.

В данном разделе пояснительной записки необходимо дать обоснование баз на всех операциях, указать, как соблюдаются принципы единства баз и дать 2-3 расчета погрешностей базирования.

Рекомендуемая литература к разделу 2.7: / 1 /, с. 235-537; / 2 /, с. 36-46; / 3 /, с. 49-67; / 6 /, с. 24-39.