Загрузка...ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ
§ 1. Понятие о технологическом процессе
В предыдущих главах отдельно рассматривались различные виды токарных работ. Приступая к полному изготовлению детали, токарь должен четко представить себе последовательность и способы обработки ее поверхностей, выбрать способы закрепления заготовок, предусмотреть необходимые приспособления и инструменты, выбрать рациональные режимы резания. Весь этот комплекс вопросов определяет содержание технологического процесса.
Применительно к токарной обработке технологическим процессом называется определенная последовательность действий токаря и станка, направленных на превращение заготовки в готовую деталь.
В большинстве случаев полное изготовление деталей совершается на различных металлорежущих станках (токарных, фрезерных, шлифовальных и др.), а ряд из них проходит также термическую обработку. Поэтому в пределах цеха или участка технологический процесс может включать различные виды работ, последовательно выполняемых над заготовкой до превращения ее в готовую деталь.
Технологический процесс является основой организации и планирования участка, цеха и завода в целом. Он должен обеспечивать необходимое качество обработки в соответствии с требованиями рабочего чертежа, а также высокую производительность труда при наименьших материальных затратах. Отсюда вытекает важное требование к технологическому процессу: в нем должны быть предусмотрены наиболее передовые, высокопроизводительные способы обработки, соответствующие современному уровню развития техники производства.
§ 2. Элементы технологического процесса
Технологический процесс делят на части, или элементы: операции, установки, переходы и проходы, отличающиеся между собой объемом выполняемых работ.
Операцией называется часть технологического процесса, непрерывно выполняемая на одном станке по обработке одной или одновременно нескольких деталей. Новая операция начинается, когда рабочий, закончив одну и ту же часть обработки у всей партии деталей, переходит к их дальнейшей обработке.
Количество операций в технологическом процессе зависит от сложности детали и величины изготавливаемой партии. Так, напри¬мер, если токарь обрабатывает только одну деталь на одном станке, то все действия над ней будут составлять одну операцию. Если же эта деталь обрабатывается последовательно на нескольких станках, то технологический процесс будет состоять из соответствующего им количества операций.
При изготовлении деталей партиями нерационально производить непрерывную полную обработку каждой отдельной детали, а затем переходить к обработке следующей. В. этом случае более выгодно сначала обработать только одну часть поверхностей у всех деталей, а затем перестроить станок и приступить к обработке другой части поверхностей и т. д. В данном примере технологический процесс будет состоять из нескольких операций, каждая из которых выполняется за отдельную установку на станке.
На рис. 96 показан пример токарной обработки небольшой партии деталей — опор. Заготовка — круглый стальной прокат диаметром 32 мм.
В 1-й операции длинная заготовка пропускается в отверстие шпинделя и закрепляется в патроне с вылетом из кулачков на одну
деталь. Обработка выполняется в порядке простановки цифр: подрезка торца, обточка участков ступенчатой поверхности до диаметров 24 и 28 мм, проточка фаски, выточка канавки и отрезка с при¬пуском по длине. Резцы установлены в резцедержателе соответственно последовательности обработки.
Во 2-й операции заготовка закрепляется в патроне и опирается уступом в
кулачки. Производится подрезка второго торца и проточка фаски.
Последовательность изготовления более крупной партии этих же деталей за четыре операции показана на рис. 97. 
В 1-й операции от прутка отрезается заготовка на одну деталь.
Во 2-й операции заготовку закрепляют в патроне и опирают торцом в шпиндельный упор. Проходным упорным резцом подрезают торец и обтачивают поверхность диаметром 24 мм на длину 30 мм.
В 3-й операции подрезают второй торец, обтачивают поверхность диаметром 28 мм и протачивают фаску.
В 4-й операции канавочным и проходным прямым резцами за¬крепленными в противоположных пазах резцедержателя, протачивают фаску и вытачивают канавку.
Установкой в общепринятом понятии считают действия, связанные с приданием заготовке определенного положения на станке. Однако с технологической точки зрения установкой называется часть операции, выполняемая за одно закрепление обрабатываемой детали, т. е. все действия по обработке детали, выполняемые за одно ее закрепление в приспособлении.
За одну установку могут обрабатываться несколько поверхностей детали различными режущими инструментами и с разными режимами резания.
Поэтому установку делят на более мелкие части — переходы
Переходом называется часть установки по обработке одной поверхности одним режущим инструментом при определенном режиме резания. При многоинструментальной работе в понятие одного перехода включается обработка нескольких поверхностей несколькими инструментами за одно движение суппорта.
Если хотя бы один из элементов перехода изменяется, то изменяется и сам переход. Пример токарной операции, состоящей из шести переходов, показан на рис. 96.
Каждая поверхность детали может быть обработана за одно или несколько рабочих движений инструмента в зависимости от величины припуска и жесткости заготовки. Поэтому часть перехода, выполняемую за одно движение инструмента в. направлении подачи, принято называть проходом. Он, так же как и переход, характеризуется неизменностью обрабатываемой поверхности, инструмента и режима резания.
§ 22. Технологическая документация для изготовления изделий на станках
Основной технологической документацией для изготовления изделий из металла на станках, так же как и при слесарной обработке, являются операционные карты. В операционных картах подробно описывается каждая технологическая операция.
Технологическая операция складывается из установов и переходов. Установ— это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки. Переход — это законченная часть технологической операции, которая характеризуется постоянством применяемого инструмента и параметров режима резания.
Переход может складываться из одного или нескольких рабочих ходов (проходов). Рабочий ход (проход) — это законченная часть технологического перехода при однократном перемещении инструмента относительно заготовки для снятия слоя материала. Например, если требуется за один переход обточить слой металла, равный 4 мм, то вначале выполняют черновой рабочий ход (проход), при котором снимают 75% слоя (т. е. 3 мм), затем — чистовой рабочий ход для снятия оставшихся 25% толщины (т. е. 1 мм).
Для овладения практическими навыками работы на станках в школьных мастерских очень удобны технологические и инструкционные карты (аналогичные применяемым при обработке древесины), в которых приведено содержание действий и указана последовательность их выполнения.
На чертежах деталей, изготовляемых на станках, проставляют номинальные размеры и их допускаемые отклонения (заданные конструкторами исходя из условий работы деталей). Например, ∅ 30 
обозначает, что диаметр готовой детали должен находиться в пределах от 29,7 до 30,1 мм, которые называются наименьшим и наибольшим предельными размерами. Если при изготовлении деталь выйдет за эти размеры, то она считается негодной (бракованной). Разность между наибольшим и наименьшим предельными размерами называется допуском на обработку.
В приведенном примере он равен: 30,1 — 29,7 = 0,4 мм.
В таблице 4 приведена операционная карта токарной обработки винта резцедержателя.
Таблица 4.
Операционная карта.
Токарная обработка заготовки винта резцедержателя
Практическая работа № 23
Разработка операционной карты на изготовление детали вращения
- Изучив таблицу 4, составьте операционную карту на изготовление ручки воротка (см. рис. 59, а), пробойника (см. рис. 59, б), ручки кондуктора для сверления отверстий (см. рис. 59, в) или других деталей.
- Сравните составленную карту с операционными картами, разработанными вашими одноклассниками. Проверьте, правильно ли указаны инструменты и параметры режима резания.
Новые слова и понятия
Операционная карта, установ, переход, рабочий ход, номинальный размер, допускаемые отклонения, наименьший и наибольший предельные размеры, допуск.
Технологический процесс
Технологический процесс – часть процесса производства, направленная на придание изделию требуемых размеров, форм, свойств, характеристик и т.д. Технологический процесс содержит в себе совокупность всей необходимой информации для придания продукции конечного вида. В нем содержатся операции и переходы, последовательность их выполнения, необходимые режимы и параметры обработки и т.д.
Виды техпроцессов
В зависимости от степени обобщенности выделяют единичный, типовой и групповой технологические процесс.
Типовые технологические процессы определяют операции для получения группы деталей, имеющих схожую конструкцию. Принцип работы по типовым технологическим процессам характерен, в основном для крупных производств.
Групповой технологический процесс – процесс изготовления группы деталей, имеющих разную конструкцию, но близкие технологические свойства.
Оформление техпроцесса
Технологический процесс оформляется на специальных бланках стандартизованной ГОСТом формы. Технологическая документация — документов, достаточных для выполнения технологических процессов или операций. Существуют документы общего назначения и документы специального назначения.
Титульный лист (ТЛ) – первый лист комплекта технологических документов. Оформляется в соответствиями с требованиями ГОСТ 3.1105-84.
Карта эскизов (КЭ) – графические изображения и таблицы для конкретизации выполняемой операции. Оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1105-84.
Технологическая инструкция (ТИ) – свод методов, правил и описаний действий для изготовления конечных изделий, предназначенный для сокращения объема технологической документации (ТД).
Маршрутная карта (МК) – описание маршрута движения изготавливаемого продукта внутри цеха.
Операционная карта (ОП) – описание переходов, применяемого инструмента и оснастки.
Ведомость оснастки (ВО), Ведомость материалов (ВМ), Ведомость оборудования (ВОБ), Карта наладки (КН) и т.д.
Для внедрения в производство, технологический процесс утверждается уполномоченным лицом, выполняется согласование оборудования, технологической оснастки, обрабатывающего инструмента и т.д.
Примеры оформления
Правила заполнения информационных блоков комплекта ТД регулируются ГОСТом 3.1103-82.
ГОСТ 3.1705-81 регламентирует термины и названия технологических операций, применяемые при создании технологического процесса.
Маршрутная карта
Пример оформления маршрутной карты
Автоматизация проектирования
Для автоматизации и ускорения проектирования технологических процессов существует целый ряд специализированного программного обеспечения – систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП). На данный момент существует немало различных программных продуктов для упрощения процессов проектирования ТП, таких как Вертикаль, СПРУТ ТП, Techcard и многие другие. У каждой системы можно выделить свои индивидуальные преимущества и недостатки.
Технологическая сущность систем автоматизированного проектирования технологических процессов — возможность решения самых разнообразных задач. В большинстве случаев такие программы представляют из себя набор инструментов, облегчающий проектирование техпроцесса. В некоторых САПР ТП реализована возможность подключения трехмерной модели детали. С помощью графического интерфейса можно указать поверхности 3D модели, которые следует обработать, программа проведет их анализ и предложит варианты процессов обработки. Выбор инструмента и необходимой оснастки можно вести из базы данных инструмента, если таковая имеется и актуальна на конкретном предприятии. Управление технологическим процессом можно осуществлять лишь в случае доступности информации о характеризующих данный технологический процесс параметрах.
Основные и вспомогательные техпроцессы
Совокупность производственных процессов можно разделить на основные – процессы изготовления изделий, механическая обработка, а так же их сборка, и вспомогательные – операции подготовки сырья, транспортирование, контроль и т.д.
Составные части технологического процесса
Механическая обработка изделий – процесс придания заготовке требуемых размеров и форм путем снятия слоев материала специальным режущим инструментом. Технологический процесс состоит операций, подразделяющихся на переходы, проходы, приемы и установки. От специализации и серийности производства, главным образом, зависит и степень разделения технологических процессов на операции.
Технологическая операция – какая-либо часть технологического процесса, выполняемая непрерывно одним или несколькими рабочими, и на одном рабочем месте.
Переход – процесс обработки одной конкретной поверхности с помощью одного и того же инструмента при одних и тех же параметрах резания (неизменных скорости, подаче и т.д.).
Установка – выполняемая за одно закрепление заготовки часть операции. Для обработки большинства деталей требуется несколько установок. В случае, если заготовку можно обработать за одну установку, эту часть процесса можно назвать операцией. Многократные переустановки заготовки могут привести к существенному снижению размерной точности, поэтому от невостребованных переустановок следует отказаться, используя специальные приспособления.
Прием – направленные на достижение определенных целей действия рабочего, т.е. пуск технологического оборудования, установка технологической оснастки, закрепление детали и т.д.
125585 (Технологический процесс изготовления детали (шток)), страница 2
Документ из архива «Технологический процесс изготовления детали (шток)», который расположен в категории «курсовые работы». Всё это находится в предмете «промышленность, производство» из раздела «Студенческие работы», которые можно найти в файловом архиве Студент. Не смотря на прямую связь этого архива с Студент, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе «курсовые/домашние работы», в предмете «промышленность, производство» в общих файлах.
Онлайн просмотр документа «125585»
Текст 2 страницы из документа «125585»
Требуемая точность достигается как методами автоматического получения размеров, так и методами пробных проходов с частичным применением разметки для сложных корпусных деталей.
Квалификация рабочих выше чем в массовом производстве, он ниже чем в единичном. Наряду с рабочими универсальщиками и наладчиками, работающими на сложном универсальном оборудовании используются рабочие-операторы, работающие на настроенных станках.
В зависимости от особенности технологии производства и объема выпуска обеспечивается полная, неполная, групповая взаимозаменяемость, однако применяется и пригонка по месту, компенсация размеров.
Технологическая документация и нормирование подробно разрабатывается для наиболее сложных и ответственных заготовок и упрощенного нормирования для простых заготовок.
Применяемый режущий инструмент — универсальный и специальный.
Измерительный инструмент — калибры, специальный измерительный инструмент.
В соответствии с данным типом производства и порядком выполнения операций, расположения технологического оборудования устанавливается групповая форма организации технологического процесса, характеризуемая однородными конструктивно-технологическими признаками изделий, единством средств технологического оснащения.
4. Анализ технологичности конструкции детали
Показатели технологичности разбиты на две группы:
1. Материал детали.
1. Коэффициент использования заготовки.
2. Базирование и закрепление.
2. Коэффициент использования материала.
3. Простановка размеров на чертеже
3. Коэффициент точности.
4. Допуски формы и взаимного расположения
4. Коэффициент шероховатости
5. Коэффициент уровня технологичности по себестоимости.
6. Нетехнологичные конструктивные элементы
6. Коэффициент унификации конструктивных элементов
I Качественная оценка
1) Материал детали
Сталь 38Х2МЮ-АШ — Сталь легированная конструкционная особовысококачественная с повышенными прочностью и вязкостью. Применяется для азотируемых деталей, работающих в условиях трения, и деталей точного машиностроения, для которых не допускается деформация при термической обработке.
Таблица 4.2 — Химический состав стали 38Х2МЮ-АШ в%
Таблица 4.3 — Механические свойства
Пруток. Закалка 940 0 С, вода или масло. Отпуск 640 0 С, вода или масло
Поковки Закалка, отпуск
Закалка 950 0 С, масло. Отпуск 550 0 С масло
Температура ковки: начала 1240, конца 800. Сечение до 50мм охлаждение в штабелях на воздухе, 51-100мм в ящиках.
Свариваемость — сварка не применяется
Обрабатываемость резанием — в закаленном и отпущенном состоянии при HB240-277, B=780Мпа
Склонность к отпускной хрупкости — не склонна.
2) Данная деталь типа вал — для обеспечения соосности наружных цилиндрических поверхностей целесообразно при их обработке для базирования применять центровые отверстия. Базирование и закрепление детали производится правильно на всех операциях. Деталь лишается всех необходимых степеней свободы. Схемы базирования реализуются закреплением детали с помощью приспособлений достаточно надёжно и экономически выгодно.
3) Так как деталь обрабатывается с двух установ, то размеры на чертеже проставлены от двух торцев, что позволяет совместить конструкторскую и технологическую базу.
4) Допуски формы и расположения вполне достижимы на применяемом оборудовании.
5) В производство детали заложен принцип взаимозаменяемости.
6) Анализ элементов детали на технологичность
1. Отношение длины штока к его диаметру больше 15 — шток нежесткий, для обеспечения необходимой точности (6кв) необходимо ограничивать режимы резания или использовать люнеты для увеличения жесткости. Это влечет за собой невозможность применения прогрессивных режимов резания, а при применении люнетов невозможность автоматизации установки и снятия заготовок.
2. Канавки имеют разные размеры и нестандартны, что требует применения специального инструмента.
3. Для фрезерования шестигранника необходимо специальное делительное приспособление.
4. Для обеспечения взаимного расположения шестигранника и шпоночного паза необходимо специальное приспособление на операции фрезерования паза.
5. Наличие поверхности с высокими требованиями к точности размеров и качеству поверхностного слоя требует применения контрольных операций, в особенности после азотации, которая может вызвать трещины в поверхностном слое и коробление штока.
6. Высокая твердость после азотации затрудняет дальнейшую мех. обработку.
7. Применяемый метод получения заготовки (ковка на молотах) влечет за собой большие и неравномерные припуски, а значит большой объем механической обработки и необходимость обдирки поверхностного слоя окалины.
II Количественная оценка
1) Коэффициент использования заготовки
Мз=Vз*0,00785= 1251846,111285*0,00785= 9826,9г= 9,83кг (4.2)
Vз= (50 2 *180+60 2 *50+45 2 *476) *3,1415/4= 1251846,111285мм 3
2) Коэффициент использования материала
Мотх= 6%*Мз= 9,83*6/100= 0,59кг (4.5)
Км=4,54/ (9,83+0,59) =0,43
6; 9; 14; 9; 14; 6; 6.
1,6; 3,2; 3,2; 3,2; 3,2; 0,8; 1,6.
3). Коэффициент точности обработки.
Tср=218/21= 10,38; Ктч=1- (1/10,38) =0,903
4). Коэффициент шероховатости поверхностей.
Из чертежа детали видно, что она содержит небольшое количество точных поверхностей, самые точные поверхности имеют 6 ой квалитет, также деталь имеет небольшое количество поверхностей с высокими требованиями шероховатости.
Проведя анализ технологичности конструкции детали можно сделать вывод, что в целом деталь является технологичной, так как имеет небольшое количество поверхностей с высокой точностью и шероховатостью. Имеет развитые поверхности для базирования и закрепления при обработке.
Поверхности детали являются достаточно открытыми для свободного доступа инструмента. Обработка наружных поверхностей возможна проходными резцами.
Конструкция детали позволяет применять для мех. обработки станки с ЧПУ, что соответствует мелкосерийному типу производства.
Существующие точность и шероховатость рабочих поверхностей не могут быть изменены, так как они являются необходимыми для выполнения деталью своего служебного назначения.
Пути повышения технологичности:
1. Изменить способ получения заготовки с целью уменьшения припусков на механическую обработку.
2. Обеспечить повышение жесткости штока при обработке применением люнетов.
3. Необходимо стандартизовать размеры канавок под резьбу и для выхода шлифовального круга.
5. Анализ существующего или типового технологического процесса
5.1 Формирование заданий проектирования
От правильности назначения последовательности и перечня технологических операций напрямую зависит качество получаемой детали. Для правильной оценки технологического процесса необходимо руководствоваться типовым технологическим процессом. В качестве типового выбран техпроцесс обработки ступенчатых валов, но с учетом конструктивных особенностей и назначения исходной детали.
Последовательность операций: Последовательность операций соответствует типовому технологическому процессу:
подготавливаются технологические базы
производится обтачивание в три стадии: (черновое, получистовое, чистовое)
получистовое шлифование рабочих поверхностей
полирование поверхностей под азотацию
чистовое шлифование рабочих поверхностей
Общий анализ технологического процесса:
В заводском техпроцессе широко применяется разметка на операциях сверления и фрезерования. В связи с изменившимся типом производства предлагаю заменить разметку применением приспособлений. Применяемое оборудование по точности соответствует требованиям операций. Режущий инструмент в основном твердосплавный с напайными пластинами, марки инструментальных материалов выбраны в соответствии с типом операции, обладают высокой стойкостью и позволяют вести обработку на высоких режимах резания. Мерительный инструмент на операциях предварительной обработки — штангенциркуль и линейка, на чистовой и отделочной стадиях — предельные калибры-скобы. Данный мерительный инструмент позволяет вести измерения с необходимой точностью.
Так как шток это ответственная деталь, то в техпроцессе предусмотрены операции дефектоскопии. Первая — ультразвуковая, после чернового обтачивания: необходима для контроля за наличием пустот в объеме штока. Вторая — магнитная, проводится перед азотацией: необходима для контроля состояния поверхностного слоя штока.
Заготовка: На заводе данная деталь производилась в условиях единичного производства, этому производству соответствовал способ получения заготовки — ковкой на молотах, который характеризуется большими и неравномерными припусками, большими допусками. В связи с этим была необходимость введения обдирочных операций, большой объем механической обработки, а также сложность использования в качестве черновых баз наружных цилиндрических поверхностей. В связи с изменившимся типом производства предлагаю изменить способ получения заготовки на более точный с соответствующими технико-экономическими расчетами.
