Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Тольяттинский государственный университет

Кафедра «Технология машиностроения»

Методические указания

Выбор маршрутов обработки поверхностей деталей машин

Тольятти, 2003

УДК 621.002.001

Выбор маршрутов обработки поверхностей деталей машин: Методические указания для курсового и дипломного проектирования./ Сост. Михайлов А.В., Пашко Н.М. - Тольятти: ТГУ, 2003 г.- с.

Приведена методика выбора оптимальных маршрутов обработки элементарных поверхностей деталей машин: плоскостей и торцев, наружных и внутренних цилиндрических. Представлены данные для выбора маршрутов обработки зубчатых и резьбовых поверхностей.

Таблица 6. Ил.4. Библиогр.: 3 назв.

Составители А. В. Михайлов, Пашко Н.М.

Содержание

Таблицы выбора маршрута

Выбор маршрутов обработки плоскостей

Выбор маршрутов обработки наружных цилиндрических поверхностей

Выбор маршрутов обработки отверстий

Выбор маршрутов обработки резьбовых поверхностей

Выбор маршрутов обработки зубчатых поверхностей

ТАБЛИЦЫ ВЫБОРА МАРШРУТА

Табличный способ выбора маршрута обработки поверхностей деталей, разработанный профессором В. В. Матвеевым, позволяет для каждого конкретного случая назначить рациональные маршруты обработки плоских, наружных и внутренних цилиндрических поверхностей детали. Способ учитывает вид заготовки, материал детали и его состояние, шероховатость, точность размеров, формы и относительного расположения обработанных поверхностей детали, позволяет сравнить варианты маршрутов по трудоёмкости.

Исходными данными для разработки маршрута обработки являются чертёж детали и технические требования, определяющие из которых-точностные.

Таблицы выбора маршрутов (таблицы 1-3) имеют основное и дополнительное поля, отделённые друг от друга двойной горизонтальной сплошной линией. Основное поле предназначено для выявления различных вариантов маршрутов; дополнительное - для оценки трудоёмкости, точности и качества обработки по технологическим переходам.

Таблицы имеют столбцы с номерами и наименованиями переходов обработки и строки дополнительного и основного полей.

Строки основного поля характеризуют вид заготовки, материал детали и его состояние. Цифрами в клетках основного поля отмечены переходы, относящиеся к данному варианту выбираемых маршрутов обработки.

Строки дополнительного поля определяют коэффициент трудоёмкости, точность и шероховатость обработки.

ПОРЯДОК РАБОТЫ С ТАБЛИЦАМИ

Определить эмпирические коэффициенты, учитывающие размеры детали (последняя строка таблиц) :

для плоских поверхностей К1=0,002А+1; К2=0,02Г+1;

для наружных цилиндрических поверхностей К=0,004Г+1;

для отверстий К1=0,02Г+1; К2=0,002d+1,

где А - расстояние от технологической базы;

Г - наибольший габаритный размер поверхности;

d - диаметр отверстия.

Введение этих коэффициентов позволяет определить точность обработки, так как величина погрешности зависит от номинального размера обрабатываемой поверхности.

Определить в соответствии с видом заготовки и материалом детали и его состоянием в основном поле строку, в которой находится искомый маршрут обработки.

Найти столбец, соответсвующий тому технологическому переходу, который обеспечивает выполнение требуемой точности и шероховатости обработки.

Проверка этого выполнения проводится в дополнительном поле таблицы. Пересечение этого столбца с соответствующей строкой образует клетку с цифрами, обозначающими варианты маршрутов обработки.

Зафиксировать, выбрав любую цифру, указанную в клетке, и двигаясь слева направо по данной строке, номера столбцов, в которых имеется выбранная цифра, и записать наименование технологических переходов.

Эти действия повторить по всем цифрам, отмеченным в клетке. Таким образом формируются возможные варианты маршрута обработки.

5)Сравнить варианты возможных маршрутов обработки по величине суммарного коэффициента трудоёмкости, значение которого приведено в верхней строке дополнительного поля. Наилучшим вариантом считается тот, у которого суммарный коэффициент трудоёмкости минимален.

2. ВЫБОР МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ПЛОСКОСТИ

Выбрать маршрут обработки поверхности 1 (рис.1).

Исходные данные:материал детали-сталь 45Х, твёрдость HRC50,

заготовка - штамповка обычной точности.

Коэффициенты К1 и К2, учитывающие размеры, выбираем по строке 17:

К1=0,002А+1=0,002*80+1=1,16;

К2=0,02Г+1=0,02*70+1=2,4.

Искомый маршрут обработки находится в строке 2 (сталь закалённая, штамповка).

Конечный технологический переход расположен в таблице столбца 10 (закалка), ближайший - соответствует столбцу 11 ( шлифование предварительное ). Проверяем выполняемость технических требований этим переходом.

>Шероховатость (клетка 11-11) Ra 0,63…2,5 - соответствует требованиям чертежа;

>Погрешность размера от технологической базы (клетка 11-12) ТА=0,03К1=0,03*1*2=0,036<0,05мм соответствует требованиям чертежа;

>Отклонение плоскостности (клетка 11-16) 0,003К2=0,003*2*4= 0,0072<0,02мм соответствует требованиям чертежа;

>Отклонение параллельности относительно базы (клетка 11-15) 0,006К2=0,006*2*4=0,0144<0,03мм соответствует требованиям чертежа. Таким образом, конец маршрута находится в клетке 11-2. Номера маршрутов в этой клетке - 1,4,6.



4. Двигаясь по строке 2, фиксируем столбцы, в которых распологается цифра 1,- 3,8,10,11, определяющие маршрут: фрезерование черновое, фрезерование чистовое, закалка, шлифование.

Столбцы, в которых встречается цифра 4,- 4,8,10,11 определяют второй маршрут: строгание, фрезерование чистовое, закалка, шлифование.

Третий маршрут отбрасывается, так как он соответствует обработки детали вращения.

5. Сопоставляем первый и второй маршруты по коэффициентам трудоёмкости.

Суммарный коэффициент трудоёмкости:

?первый маршрут

УК1=1,0+1,5+1=3,5;

?второй маршрут

УК2=2,0+1,5+1=4,5.

Таким образом выбираем первый маршрут.

Как видно из примера, использование таблицы позволяет не только выбрать оптимальный маршрут обработки, но и назначить все технические требования на каждый технологических переход.

3. ВЫБОР МАРШРУТА ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Пример 1. Выбрать маршрут обработки цилиндрической поверхности 1 (рис.2).

Исходные данные: материал детали-сталь 40Х;

твёрдость HRC52;

заготовка-штамповка обычной точности.

1) Коэффициент К, учитывающий наибольший габаритный размер обрабатываемой поверхности, выбираем по строке 19:

К=0,004Г+1=0,004*150+1=1,6.

2) Искомый маршрут обработки находится в строке 2 (сталь закалённная, штамповка).

3) Конечный технологический переход расположен в таблице после столбца 8 (закалка), ближайший-соответствует столбцу 10 (шлифование чистовое).

Проверяем выполняемость технических требований этим переходом : точность 6-й квалитет соответствует требованиям чертежа, шероховатость (строка 11) Ra 0,32…1,25 не соответствует требованиям чертежа (грубее).

Таким образом, доминирующим техническим требованием является шероховатость.

Требуемая шероховатость обеспечивается отделочными методами обработки (столбцы 12…15). Среди них наименьший коэфффициент трудоёмкости (строка 10) имеет суперфиниш (столбец 12).

Таким образом, конечным технологическим переходом является суперфиниш. Конец маршрута находится в клетке 12-2. Номера маршрутов в этой клетке 1,2.

4)Двигаясь по стороке 2, фиксируем столбцы, в которых встречается цифра 1,- 3,7,8,9,10,11,12, определяющие 1-й маршрут:

обтачивание черновое, шлифование предварительное, закалка, исправление центровых фасок, шлифование чистовое, шлифование тонкое, суперфиниш.

Столбцы, в которых встречается цифра 2,- 3,5,8,9,10,12, определяют 2-й маршрут: обтачивание черновое,обтачивание чистовое, закалка, исправление центровых фасок, шлифование чистовое, суперфиниш.

5) Сопоставляем оба маршрута по коэффициентам трудоёмкости.

Суммарный коэффициент трудоёмкости:

?первый маршрут

УК1=1,0+0,9+1,2+2,0+1,0=6,1;

?второй маршрут

УК2=1+1,2+1,2+1=4,4.

Таким образом,выбираем второй маршрут обработки.

Пример 2. Выбрать маршрут обработки поверхности 1(рис.3).

Исходные данные: материал детали - сталь У10,

твёрдость HRC54,

заготовка - круглый пруток.

1) Коэффициент К, учитывающий наибольший размер обрабатываемой поверхности, выбираем по строке 19:

К=0,004Г+1=0,004*190+1=1,76?1,8.

2)Искомый маршрут обработки находится в строке 9 (круглый прокат).

3)Конечный технологический переход расположен после столбца 10 (закалка), ближайший - соответствует столбцу 11 (шлифование тонкое). Проверяем выполняемость технических требований этим переходом.

Отклонение прямолинейное оси (строка 11)

0,003К=0,003*1,6=0,0054 соответствует требованиям чертежа.

Таким образом, конец маршрута находится в клетке 11-9. Номера маршрутовв этой клетке - 1,2,4.

4)Двигаясь по строке 9, фиксируем столбцы, в которых встречается цифра 1, - 3,7,8,9,10,11, определяющие первый маршрут: обтачивание черновое, шлифование предварительное, закалка, исправление центровых фасок, шлифование чистовое, шлифование тонкое.

Столбцы, в которых встречается цифра 2, - 3,5,8,9,10,11, определяют второй маршрут: обтачивание чистовое, закалка, исправле ние центровых фасок, шлифование чистовое, шлифование тонкое.

Столбцы, в которых встречается цифра 4, - 2,3,7,8,10,11, определяют третий маршрут: обтачивание черновое, обдирочное шлифование, шлифование предварительное, закалка, шлифование чистовое, шлифование тонкое.

В первых и во вторых маршрутах переход «исправление центровых фасок» можно исключить, так как вероятно применение бесцентрового шлифования.

5) Сопоставляем три маршрута по коэффициентам трудоёмкости:

УК1=1+0,9+1,2+2=5,1;

УК2=1+1,2+1,2+2=5,4;

УК3=1+0,8+0,9+1,2+2=5,9.

Таким образом выбираем первый маршрут обработки.

ВЫБОР МАРШРУТА ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЯ

Выбрать маршрут обработки отверстия детали (рис.4).

Исходные данные: материал детали - сталь 40Х;

твёрдость HRC 5;

заготовка-штамповка без отверстия.

Коэффициенты К1, К2, учитывающие габаритные размеры обрабатываемого отверстия, выбираем по строке 22:

К1=0,02Г+1=0,02*150+1=4

К2=0,002d+1=0,002*50+1=1,1.

Искомый маршрут обработки находится на строке 2 (сталь закалённая, штамповка без отверстия).

Конечный технологический переход расположен в табл.5 после столбца 12 (закалка), ближайший - соответствует столбцу 13 (шлифование).

Проверяем выполняемость технических требований этим переходом: шероховатость (строка 14) Ra 0,63…1,25 не обеспечивает требования чертежа (Ra 0,32).

Поэтому конечным будет отделочный переход (столбцы 14,15, 16): хонингование, доводка неразмерная, доводка разиерная. Сопоставляем эти переходы по коэффициентам трудоёмкости (1;5;10). Выбираем хонингование (коэффициент трудоёмкости 1).

Конец маршрутов находится в клетке 14-22, где отмечены 6 цифр: 1,2,3,4,5,6, что соответствует шести вариантам маршрута обработки. Данные о маршрутах сводим в табл.1.

№ маршрутов	Номера столбцов-переходов	Коэффициент трудоёмкости Кт
1	4,7,12,13,14	1,2+0,8+2,8+1=5,8
2	4,5,12,13,14	1,2+1,4+2,8+1=5,4
3	4,10,12,14	1,2+0,3+1=2,5
4	8,9,12,14	1+0,6+1=2,6
5	4,5,6,12,14	1,2+1,4+2,3+1=5,9
6	4,7,9,12,14	1,2+0,8+0,6+1=3,6

маршрут обработка деталь машина

Наименьшую трудоёмкость имеет третий маршрут.

Проверяем выполняемость технических требований по точности относительного положения отверстия.

Погрешность координат оси относительно базы (строка 17):

на первом переходе (сверление): 0,1К2=0,1* 0,11=0,011мм;

на втором (протягивание): исх.+0,023К2=0,11+0,02*1,1=0,13мм;

на третьем (закалка): исх.+0,02К1=0,13+0,02*4=0,21мм

соответствует требованиям (0,4мм).

Отклонение перпендикулярности оси отверстия (строка 18):

на первом переходе (сверление): 0,12К2=0,12*1,1=0,132мм;

на втором (протягивание): 0,05К2=0,05*1,1=0,055мм;

на третьем (закалка): исх.+0,02К2=0,055+0,02*4=0,135мм;

на четвёртом (хонингование): не меняется.

Таким образом, для базовой поверхности с габаритами 90х90 неперпендикулярность составляет 0,135/90-больше допустимой техническими требованиями величины (С,18/150). Поэтому, несмотря на наименьшую трудоёмкость, третий маршрут отклоняем.

Ближайший по трудоёмкости - четвёртый маршрут: 8,9,12,14 (сверление ружейным сверлом, развёртывание, закалка, хонингование). Проверяем выполняемость технических требований по точности относительного положения отверстия. Отклонение перпендикулярности оси отверстия относительно базы (строка 13):

на первом переходе (сверление ружейным сверлом):

0,02К2=0,02*1,1=0,022мм;

на втором (развёртывание) - сохраняется;

на третьем (закалка): исх.+0,02К1=0,022+0,02*4=0,102мм;

на четвёртом (хонингование) - сохраняется.

Таким образом, выбираем четвёртый маршрут, который удовлетворяет требованиям чертежа.

Таблица 1

ВЫБОР МАРШРУТА ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ВИД ЗАГОТОВКИ	МАТЕРИАЛ ДЕТАЛИ И ЕГО СОСТОЯНИЕ	Технологические переходы, изменяющие точность
		Черновые, термические, чистовые	Отделочные
		Обтачи- вание черно-вое	Обди- рочное шлифование	Обтачивание чистовое	Обтачи- вание тонкое	Шлифо-вание предва-рительное	Закалка, цементация с закалкой	Исправ-ление центро-вых фасок	Шлифо-вание чистовое	Шлифо-вание тонкое	Супер- финиш	Поли- рование	Доводка неразмер-ная	Доводка размер-ная
1	2	3	4	5	6	7	8	9	11	11	12	13	14	15
ОТЛИВКА, ПОКОВКА, ШТАМПОВКА	сталь неза- каленная	1	1,2,3,4,5,6	-	1,2,4,5	4,5	3,6	-	-	1,2,3,6	1,4,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6
	сталь закаленная	2	1,2	-	2	-	1	1,2	1,2	1,2	1	1,2	1,2	1,2	1
	чугун	3	1,2,3	-	1,3	1	2	-	-	2,3	1	1,2,3	1,2,3	1,2,3	1
ТОЧНАЯ ОТЛИВКА, ТОЧНАЯ ШТАМПОВКА	сталь неза-каленная	4	1,2,3,4,5,6	-	1,2,4,5	4,5	3,6	-	-	1,2,3,6	1,4,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,4,6
	сталь закаленная	5	1,2	-	2	-	1	1,2	1,2	1,2	1	1,2	1,2	1,2	1
	чугун	6	1,2,3,4,5,6	-	1,2,3,4,5	1,2,3	4,6	-	-	4,5,6	1,2,3,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,6
	цветные металлы	7	1,2	-	1,2	1,2	-	-	-	-	-	-	1	2	-
КРУГЛЫЙ, ПРО-КАТ, ТРУБА	сталь неза-каленная	8	1,2,3,4,5,6	1,2	4,5	4,5	3,6	-	-	1,2,3,6	1,4,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,2,3,4,5,6	1,4,6
	сталь закаленная	9	1,2,3,4	4	2,3	-	1,4	1,2,3,4	1,2,3	1,2,3,4	1,2,4	1,2,3,4	1,2,3,4	1,2,3,4	1,2,4
КОЭФФИЦИЕНТ ТРУДОЕМКОСТИ	10	1	0,8	1,2	2,0	0,9	-	-	1,2	2,0	1,0	2,0	5,0	10,0
ШЕРОХОВАТОСТЬ	11	Rz 40-80	Rz 10-20	Ra 1,25-2,5	Ra 0,63-2,5	Ra 1,25-2,5	СОХР	-	Ra 0,32-1,25	Ra 0,08-0,32	Ra 0,02-0,08	Rz 0,02-0,1	Rz 0,02-0,1	Rz 0,02-0,1
ТОЧНОСТЬ (КВАЛИТЕТ) ДИАМЕТРА	12	12-14	11-12	9-11	6-7	9-11	ИСХ +1 КВ	-	6-8	4-7	3-5	СОХР	СОХР	3-5
ОТКЛОНЕНИЕ СООСНОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕНТРОВ	13	0,1 K	0,05 K	0,06 K	0,03 K	0,02 K	ИСХ +0,02 К	0,03 К	0,01 K	0,005 K	СОХР	СОХР	СОХР	СОХР
ОТКЛ. СООСНОСТИ ОТНОС. БАЗЫ (В ПАТР. ИЛИ ПРИСП.)	14	0,25 K	-	0,1 K	0,05 K	0,03 K	ИСХ +0,01 К	-	0,02 K	0,02 K	СОХР	СОХР	СОХР	СОХР
ОТКЛ. СООСНОСТИ ОТНОС. БАЗЫ (В ЦАНГЕ)	15	0,15 K	-	0,06 K	0,03 K	0,02 K	ИСХ +0,01 К	-	0,02 K	0,02 K	СОХР	СОХР	СОХР	СОХР
ОТКЛОНЕНИЕ ПРЯМОЛИ - НЕЙНОСТИ ОСИ	16	0,02 K	0,02 K	0,02 K	0,015 K	0,01 K	ИСХ +0,02 К	-	0,005 K	0,003 K	СОХР	СОХР	0,001 К	0,001 К
ОТКЛОНЕНИЕ ОТ ЦИЛИНДРИЧНОСТИ	17	0,05 K	0,03 K	0,02 K	0,015 K	0,01 K	ИСХ +0,02 К	-	0,003 K	0,004 K	СОХР	СОХР	0,001 К	0,001 К
СМЕЩЕНИЕ ОСИ ПРИ БЕС- ЦЕНТРОВОЙ ОБРАБОТКЕ	18	-	0,03 K	-	-	0,02 K	-	-	0,01 K	0,005 K	СОХР	СОХР	СОХР	СОХР
КОЭФФИЦИЕНТ, УЧИТЫВАЮЩИЙ РАЗМЕР	19	К = 0,004Г+1, где Г - наибольший габаритный размер обрабатываемой поверхности

Таблица 2

ВЫБОР МАРШРУТА ОБРАБОТКИ НАРУЖНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Таблица 3

ВЫБОР МАРШРУТА ОБРАБОТКИ СКВОЗНЫХ ОТВЕРСТИЙ (8?d?400)

ВЫБОР МАРШРУТОВ ОБРАБОТКИ РЕЗЬБОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Технологические возможности методов резьбообразования приведены в таблице 4. Все способы получения резьб лезвийными инструментами резьботочение, фрезерование ,резьбонарезание плашками, метчиками и головками) и способы, относящиеся к пластическому деформированию (накатывание, раскатывание) применяются для однократной обработки резьб на деталях из нетермоупрочнённых (незакалёных) материалов. Для формирования точных резьб на сырых и закалённых материалах окончательным (после лезвийной обработки) технологическим переходом является резьбошлифование. При этом следует помнить, что резьбы с шагом Р?1,5мм на термоупрочнённых сталях могут быть отшлифованы без предварительной лезвийной обработки.

Применение конкретного технологического перехода (способа) резьбообработки обусловливается такими факторами как конфигурация и размеры детали с резьбовой поверхностью, геометрическими и точностными параметрами резьбы, типом и производства, для которого проектируется технологический процесс.

Таблица 4

Параметры шероховатости и точности резьбы в зависимости от способа резьбообразования

6. ВЫБОР МАРШРУТОВ ОБРАБОТКИ ЗУБЧАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

В таблицах 5,6 приведены технологические возмоможности обработки зубчатых поверхностей. Способы предварительной обработки с применением лезвийного интрумента могут обеспечивать точностные параметры зубчатых колёс в широких пределах: зубофрезерование червячными фрезами, зубодолбление долбяками. Это обусловленно разной точностью инструментов. Так червячные фрезы класса точности АА (ГОСТ 9324-80) обеспечивают 7 степень колеса; кл. А-8ст.; кл. В-9ст.; кл. С-10ст.; кл. Д-11степень. Долбяки класса точности АА (ГОСТ 9323-79) предназначенны для колёс 6 степени точности; класса А-7ст.; класса В-8 степени.

Методы чистовой обработки (шевингование, шлифование) позволяют повысить на 1-1,5 степень точности колеса, полученную на предварительном этапе обработки.

Абразивная обработка является необходимой при окончательной обработке закалённый стальных колёс. При назначении технологического маршрута следует принимать во внимание, что упрочняющая термообработка снижает степень точности зубчатого венца приблизительно на 1 степень.

Зубохонингование не повышает степень точности колеса, но позваляет уменьшить параметр шероховатости до Ra=0,32мкм, удалить забоины и заусенцы, что благоприятно сказывается на эксимутационных характеристиках зубьев.

Примерный технологический маршрут обработки зубчатого венца 6 степени точности цилиндрического колеса из стали 45 с HRC40…45:

зубофрезерование червячной фрезой (предварительное) -9 степень;

зубофрезерование чистовое -7 степень;

зубошевингование -6 степень;

закалка, отпуск -7 степень;

зубошлифование -6 степень.

Выбор технологического маршрута зависит от типа производства, наличие технологического оборудования, возможностей инструментального хозяйства.

Таблица 5

Наиболее распространённые виды зубообработки цилиндрических колёс

Таблица 6

Технологические возможности способов обработки конических зубчатых колёс

Литература

Размерный анализ технологических процессов / В.В. Матвеев, Тверской и др.- М.: Машиностроение, 1982.-264с./

Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.-656с.

Краткий справочник металлиста. /Под ред. П.Н.Орлова, Е.А. Скороходова.- М.: Машиностроение, 1987.-960с.,

Размещено на Allbest.ru