Выбор маршрута обработки поверхностей, допусков

Целью данного раздела является выбор и определение последовательности способов механической и упрочняющей обработки, обеспечивающих требуемую размерную точность и качества поверхностей деталей.

Эксплуатационные свойства деталей машин (износостойкость, выносливость, сопротивление коррозии и др.) зависят от размерной точности и качества их поверхностей. Последнее в свою очередь определяется совокупностью характеристик шероховатости поверхности, физико-механическими свойствами ( твердость, микротвердость, величина и знак остаточных напряжений и др.) и микроструктурой поверхностного слоя.

Размерная точность и шероховатость поверхностей деталей определяются последовательностью способов ее механической обработки. Каждому способу механической обработки соответствует свой диапазон размерной точности и высоты микронеровностей.

Для обеспечения требуемых физико-механических свойств поверхностного слоя детали машин подвергаются упрочняющей обработке. Различным способам такой обработки присущи свои технологические возможности.

В случае если достижение одинаковых параметров качества поверхности возможно при различных способах механической обработки, производится сопоставление их себестоимости по приведенным затратам.

Себестоимость рассчитывается по формуле

,

Где Т_шт — штучное время на операции, мин;

С_п.з — приведенные затраты на операцию, руб.

Значения точности и параметра шероховатости поверхности деталей, достигаемые при различных способах механической обработки наружных поверхностей тел вращения, цилиндрических отверстий и плоскостей приведены в таблицах 6--8 .

Технологические возможности некоторых способов упрочняющей обработки приведены в таблице 9.

Т а б л и ц а 5 — Оценка технологических возможностей маршрутов обработки поверхности диаметром 60±0,01 мм

Т а б л и ц а 6 — Основные методы и виды обработки наружных цилиндрических поверхностей

Т а б л и ц а 7 — Основные методы и виды обработки внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий)

Т а б л и ц а 8 — Основные методы и виды обработки плоских поверхностей

Т а б л и ц а 9 — Классификация и технологические возможности способов упрочняющей поверхностной обработки деталей машин

Выбор маршрута обработки поверхности производится с помо­щью табл. 6--8 экономической точности обработки и тех­нологических возможностей различных методов упрочнения, табл.9 . При этом следует учитывать принятый вид заготовки, тип производства, кон­струкцию и технические требования к данной поверхности по чер­тежу детали. Выбранный маршрут обработки должен, прежде всего, обеспе­чивать требуемые точность и качество поверхности. Проверка тех­нологических возможностей принятого маршрута может быть выполне­на для нормируемых по чертежу детали для данной поверхности параметров качества расчетами соблюдения условия

(6.1)

где К_у.п.о - общий коэффициент уточнения точности параметра при реализа­ции технологического процесса;

К_у.п.i - коэффициент уточнения точности параметра на i-й операции;

m – число операций технологического процесса.

(6.2)

где ТА_заг - допуск на данный параметр качества в заготовке или после первой операции формообразования данной поверхности

ТА_дет - допуск на данный параметр по чер­тежу готовой детали.

Коэффициент уточнения точности параметра на i-й операции определяется по формуле

(6.3)

гдеТА_i-1 и TA_i - допуски на данный параметр качества на предше­ствующей (i-1) и данной i-й операциях, которые могут быть обеспе­чены рассматриваемыми методами обработки.

Если условие (6.13) соблюдается для всех нормируемых для данной поверхности параметров качества, значит данный маршрут является приемлемым с технологической точки зрения. Значения допусков TA_i вы­бираются по таблицам допусков [6] с учетом точности, достижи­мой на данной операции (см. табл. 8-10). Поскольку одинаковые точность и качество поверхности могут быть достигнуты различными способами, выбор наиболее рациональ­ного из них следует произвести расчетом трудоемкости и стоимости обработки. Поскольку трудоемкость и стоимость обработки в услови­ях данного типа производства тесно взаимосвязаны, можно ограни­читься расчетом трудоемкости обработки. Для этого можно исполь­зовать формулы для определения норм времени (приложение 1 [1]). Предпочтение следует отдать маршруту обработки, который обес­печивает требуемое качество и минимальную трудоемкость себе­стоимость обработки.

Пример. Требуется выбрать маршрут обработки шейки вала диаметром 60±0,01 мм, L = 73 мм , Ra =1,6мкм. Материал - Сталь 18ХГТ, твердость поверхности 58…62 HRC, глубина упрочнения h= 0,8-1,2 мм, твердость сердцевины 240…300 НВ. Масса детали 5,6 кг, масса поковки (расчетная) 6,7кг. Штамповочное оборудование — ГКМ, класс точности — Т5, группа стали — М2, степень сложности — С3, исходный индекс — 17. Общий припуск на обработку — 7,0 мм. Допуск на диаметр 67 в заготовке _-1,3^{+2,7 мм.}

Решение.

1. Согласно [6] устанавливаем, что требуемая точность обработки шейки диаметром 60±0,01 мм соответствует IT6.

2. Общий коэффициент уточнения точности шейки в соответствии с (6.14) равен

К_у.п.о = 4 мм / 0,02 мм = 200.

3. Учитывая рекомендации, приведенные в табл. 6 и положение о том, что каждая последующая операция должна быть точнее предшествующей на 1-2 квалитета точности, принимаем два возможных маршрута обработки (табл. 5).

4. Для каждой операции из табл. 6 записываем достижимый квалитет точности и соответствующий ему допуск из [6], определяем коэффициент уточнения точности параметра (формула 6.15), а также определяем основное время на обработку с помощью данных, приведенных в приложении 1 [1]

1-ый маршрут.

Точение черновое К_у.п = 4 / 0,46 =8,7;

точение получистовое К_у.п = 0,46 / 0.19 = 2,4;

шлифование предварительное К_у.п = 0,19 / 0,074 = 2,6;

цементация К_у.п = 0,074 / 0,12 = 0,6;

шлифование чистовое К_у.п = 0,12 / 0,046 =2,6;

шлифование тонкое К_у.п = 0,046 / 0,02 = 2,3.

2-ой маршрут.

Точение получистовое К_у.п = 4 / 0,19 = 21,1;

точение чистовое К_у.п =0,19 / 0,074 = 2,6;

шлифование чистовое К_у.п = 0,074 / 0,03 = 2,5;

нитроцементация К_у.п = 0,03 / 0,046 = 0,7;

шлифование тонкое К_у.п = 0,046 / 0,02 = 2,3.

5. Рассчитываем для каждого маршрута К_у.п.о как произведение К_у.п.i для каждой операции по формуле (6.13).

Для 1-го маршрута К_у.п.о = 8,7×2,4×2,6×0,6×2,6×2,3=194,8,

Для 2-го маршрута К_у.п.о = 21,1×2,6×2,5×0,7×2,3= 220,8.

Так как 2-ой маршрут обработки в лучшей степени обеспечивает требуемые точность и качество поверхности, его и принимаем за основу. Кроме того, для 2-го маршрута ΣТ_oi по всем операциям меньше, чем для 1-го маршрута.

6. После выбора маршрута обработки поверхности производится оформление технологического процесса обработки данной поверхности ( маршрутная карта, операционные карты и карты эскизов).