Технологический процесс, классификация технологических процессов по ЕС ТПП

Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую целе­направленные действия по изменению и (или) опре­делению состояния предмета труда.

К предметам труда относятся заготовки и изде­лия. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработ­ки, формообразования и сборки, которые определены ГОСТ 3.1109-82 (литье, формование, ковка, штампов­ка, сварка, монтаж, пайка, склеивание, нанесение покрытий, технический контроль, контроль технологи­ческого процесса; обработка: черновая, чистовая, механическая, давлением, резанием, термическая, электрофизическая, электрохимическая и другие).

Технологический процесс представляет собой совокупность различных операций, в результате выполнения которых изменяются размеры, форма, свойства предметов труда, выполняется соединение деталей в сборочные единицы и изделия, осуществ­ляется контроль требований чертежа и технических условий.

Технологические процессы подразделяют на три вида: единичный, типовой и групповой.

Технологический процесс изготовления изделий одного наименования, типоразмера и исполнения не зависимо от типа производства относится к единично­му технологическому процессу.

Технологический процесс изготовления груп­пы изделий с общими конструктивными и техно­логическими признаками называют типовымтехнологическим процессом.

Групповой технологический процесс - это технологический процесс изготовления группы изде­лий с разными конструктивными, но общими техноло­гическими признаками.

По степени детализации описание технологичес­ких процессов подразделяют на маршрутное, опера­ционное, маршрутно-операционное.

Маршрутное описание технологического процес­са заключается в сокращенном описании всех техно­логических операций в маршрутной карте в последо­вательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

Операционное описание технологического процес­са характеризуется полным описанием всех техноло­гических операций в последовательности их выпол­нения с указанием переходов и технологических ре­жимов:

Маршрутно-операционным описанием технологи­ческого процесса называют сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в пос­ледовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических доку­ментах.

К общим правилам разработки технологических процессов следует отнести следующие.

Разрабатываемый технологический процесс дол­жен быть прогрессивным и обеспечивать выполнение всех требований чертежа и технических условий, по­вышение производительности труда и качества изде­лий, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздействий на окружающую среду. Прогрессивность технологи­ческого процесса оценивается по показателям, уста­новленным отраслевой системой аттестации техноло­гических процессов.

Технологический процесс разрабатывают на из­готовление изделий, конструкция которых отработана на технологичность с учетом необходимости получе­ния значений базовых показателей этой технологич­ности.

Технологический процесс должен соответствовать требованиям техники безопасности и промышленной санитарии, изложенным в системе стандартов безо­пасности труда (ССБТ), инструкциях и других норма­тивных документах.

Известно, что за несколько последних десятиле­тий в технологии производственных процессов проис­ходят качественные изменения, которые сопровожда­ются ростом отрицательного воздействия на окружаю­щую среду. Поэтому вопросы экологии должны быть в центре внимания при разработке технологических процессов.

Имеющиеся типовые или групповые технологи­ческие процессы являются основой для разработки отсутствия в качестве такой основы, принимают ранее принятые прогрессивные решения в действующих единичных технологических процессах изготовления аналогичных изделий.

Для разработки технологических процессов ис­пользуют исходную информацию, которую подразде­ляют на базовую, руководящую и справочную.

 

69.Обеспечение требуемого качества изделий, в том числе (и прежде всего) показателей назначения, технологичности и надежности, определяется достижением заданных параметров замыкающих звеньев размерной цепи.

Именно с этой целью выявлялись размерные цепи и их уравнения, устанавливающие функциональные связи замыкающих и составляющих звеньев.

Задачи размерных расчетов в их прямой и обратной постановках считаются решенными, если между заданными параметрами замыкающего звена и параметрами, рассчитанными по уравнениям размерных цепей, достигнуты следующие соотношения:

В настоящее время для достижения точности замыкающего звена различают следующие методы:
— полной взаимозаменяемости;
— неполной взаимозаменяемости;
— групповой взаимозаменяемости;
— регулирования;
— пригонки.

Применительно к производственным технологическим процессам указанные методы характеризуют методы сборки изделий и соответственно виды сборочных работ, выполняемых с целью обеспечения требуемой точности замыкающих звеньев размерных цепей.

Метод полной взаимозаменяемости. Общая характеристика метода. Метод полной взаимозаменяемости — метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается у всех объектов путем включения в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений.

Технологический процесс сборки при этом сводится к присоединению деталей в соответствии с установленным характером сопряжения без выполнения какой-либо пригонки, подбора деталей или регулирования их взаимного положения.

Основными достоинствами метода полной взаимозаменяемости являются простота и экономичность сборки, применение поточных организационных форм сборочных процессов, высокий уровень механизации и автоматизации сборочных процессов, возможность широкого кооперирования заводов, развитие специализированных предприятий с высоким уровнем автоматизации, возможность организации легкого, быстрого и дешевого ремонта изделий, упрощение системы изготовления запасных частей и др.

Метод полной взаимозаменяемости требует повышенной точности составляющих звеньев размерных цепей. В многозвенных цепях требуемая точность может существенно повышать среднюю экономическую, а иногда и достижимую точность, соответствующую существующим технологическим методам обработки. Поэтому метод полной взаимозаменяемости находит применение для короткозвенных размерных цепей или в случае, когда к замыкающим звеньям многозвенных цепей не предъявляют высоких точностных требований.

Расчет параметров замыкающих звеньев при методе полной взаимозаменяемости производят методом максимума-минимума.

Решение прямой задачи. Решение прямой задачи с использованием метода полной взаимозаменяемости выполняется в следующей последовательности:
— формулируют задачу расчета и устанавливают замыкающее звено;
— исходя из поставленной задачи на основе специальных теоретических и экспериментальных исследований, опыта проектирования и эксплуатации аналогичных изделий и т. п. устанавливают параметры замыкающего звена;
— выявляют составляющие звенья и строят схему размерной цепи;
— составляют уравнения размерной цепи;
— устанавливают номинальные размеры всех составляющих звеньев;
— рассчитывают и устанавливают точностные параметры всех составляющих звеньев размерной цепи.

Расчет точностных параметров составляющих звеньев размерной цепи определяет основное содержание прямой задачи. Ниже рассмотрены такие расчеты применительно к плоскостным размерным цепям.

Номинальные размеры составляющих звеньев получают на основании прочностных, кинематических и других конструкторских расчетов, экспериментальных исследований и опыта проектирования с учетом многочисленных факторов, характеризующих применяемые материалы, действующие нагрузки, тепловые и скоростные режимы работы, характер соединения деталей и т.д.

Метод неполной взаимозаменяемости. Общая характеристика метода. Метод неполной взаимозаменяемости — это метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается у заранее обусловленной части объектов включением в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений.

Сборка изделия при методе неполной взаимозаменяемости производится так же, как и при методе полной взаимозаменяемости без пригонки, регулировки и подбора, но при этом у некоторых изделий допуски замыкающих звеньев при методе неполной взаимозаменяемости могут выйти за установленные пределы.

Для того чтобы достигнуть требуемой точности замыкающих звеньев у этой части звеньев, необходимы дополнительные затраты на замену или пригонку отдельных составных частей. В этом состоят недостатки метода.

Достоинства метода практически те же, что и метода полной взаимозаменяемости. Кроме того, к преимуществам метода могут быть отнесены несколько увеличенные по сравнению с методом полной взаимозаменяемости допуски составляющих звеньев. Расчет параметров замыкающего звена при неполной взаимозаменяемости производится вероятностным методом.

Решение прямой задачи. Решение прямой задачи с использованием метода неполной взаимозаменяемости выполняется в той же последовательности, что и для метода полной взаимозаменяемости. При этом все этапы расчета полностью совпадают.

Рассмотрим основные способы расчета допусков составляющих звеньев: равных допусков и одинаковых точностей.

Способ равных допусков. Уравнение точности для плоскости! размерных цепей при расчете по вероятностному методу.

Методы групповой взаимозаменяемости и пригонки. Общая характеристика метода групповой взаимозаменяемости. Метод групповой взаимозаменяемости — метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается добавлением в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих к одной из групп, на которые они предварительно рассортированы.

Достоинством метода является достижение высокой точности замыкающего звена при экономически целесообразных допусках составляющих звеньев размерной цепи. Метод находит применение в массовом и крупносерийном производстве для коротко-звенных размерных цепей (3 - 4 звена).

Примерами применения метода могут служить комплектация шариков и колец шариковых подшипников, подбор при сборке поршней и поршневых колец, подбор при сборке пальца к отверстию верхней головки шатуна двигателя внутреннего сгорания.

К недостаткам метода относят увеличение незавершенного производства ввиду количественных несоответствий в группах деталей, соединяемых при сборке; дополнительные затраты на сортировку деталей по группам; усложнение снабжения запасными частями.

Расчет параметров звеньев размерных цепей производят по методу максимума-минимума.

Общая характеристика метода пригонки. Метод пригонки, или технологической компенсации, — метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена удалением с компенсатора определенного слоя материала. Для этого компенсирующее звено детали компенсатора поступает на сборку с заранее установленным припуском, удаляемым по мере надобности, методами механической обработки в процессе пригонки для достижения требуемого значения замыкающего звена. На все другие составляющие звенья размерной цепи, в том числе компенсирующие, устанавливают экономически целесообразные допуски. Метод применяется в индивидуальном и мелкосерийном производстве.

Расчет параметров размерных цепей может проводиться как методом максимума—минимума, так и вероятностным методом. К недостаткам метода относят удорожание сборки и повышенную трудоемкость сборочных работ, а также усложнение планирования и снабжения изделия запасными частями.

Метод регулирования. Общая характеристика метода. Метод регулирования — метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена без удаления материала с компенсатора.

Изменение компенсирующего звена при сборке изделия достигается или применением специальных конструктивных устройств (компенсаторов) с помощью непрерывных либо периодических перемещений: деталей по резьбе, клиньям, коническим поверхностям, эксцентрикам и т.д., или подбором сменных деталей типа прокладок, колец и втулок.

В качестве неподвижных конденсаторов обычно применяют комплекты из деталей изделия, например сменных колец, втулок, шайб и т.д., подбираемых при сборке по месту до достижения требуемой точности замыкающего звена, или наборы прокладок одинаковой или разной толщины, подбираемых по месту с той же целью. Подвижные компенсаторы — это устройства или отдельные детали, за счет регулировки которых, достигаемой перемещением или поворотом, обеспечивается требуемый размер замыкающего звена.

Подвижные компенсаторы по непрерывности регулирования разделяют на компенсаторы с периодическим регулированием (резьбовые, клиновые, эксцентриковые и др.) и компенсаторы с непрерывным регулированием, как правило автоматического регулирования. При использовании подвижных и неподвижных (набор прокладок) компенсаторов создаются условия для поддержания требуемой точности замыкающего звена в процессе эксплуатации.

По назначению все типы компенсаторов делят на группы, компенсирующие линейные или угловые размеры. Расчет параметров размерных цепей проводят методом максимума-минимума или вероятностным методом.

К недостаткам метода регулирования относят некоторое усложнение конструкции введением конструктивного компенсатора и усложнение сборки из-за необходимости проводить регулировку. Метод нашел широкое применение для многозвенных цепей с высокими требованиями к точности замыкающих звеньев.

Решение прямой задачи. Допуски всех составляющих звеньев размерной цепи при методе регулирования назначают в соответствии с экономически приемлемыми в данных условиях допусками.

Для обеспечения необходимой точности замыкающего звена при методе регулирования набор сменных деталей (сменных колец, втулок, шайб и др.) или наборы прокладок одинаковой или разной толщины должны состоять из нескольких групп (ступеней), число которых определяется требуемой величиной компенсации и заданным допуском замыкающего звена.

Такие ступени регулирования должны быть обеспечены и при прерывисто-фиксированном регулировании с помощью специальных компенсирующих устройств.

70. Погрешности, возникающие на трех этапах настройки технологической системы на точность.

Погрешности установки заготовок для обработки. Требуемое положение заготовки в рабочей зоне станка достигается в процессе ее установки. Процесс установки включает базирование и закрепление. Базирование (ГОСТ 21495 - 76*) - придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. Закрепление - приложение сил и пар сил к изделию для обеспечения постоянства и неизменности его положения, достигнутого при базировании. Фактическое положение заготовки отличается от требуемого. Отклонение в положении заготовки, возникающее при базировании, называют погрешностью базирования Δ_εб; при закреплении - погрешностью закрепления Δ_εз; при установке - погрешностью установки Δε_у; причем Δε_у = f(Δε_б; Δε_з).

Погрешность установки характеризует отклонение положения конкретной поверхности предмета производства. Так, Δε_у при расчетах точности обработки определяется обусловленным отклонением в положении обработанной поверхности, а при расчетах составляющих припуска - отклонением в положении обрабатываемой поверхности заготовки. Во избежание ошибок целесообразно указывать обозначение размера [например, Δε_у(h}] или поверхности [например, Δε_у(2), где 2 - обозначение поверхности на эскизе обработки], к которым относится погрешность.

Погрешность установки заготовки в приспособлениях Δε_у вычисляют с учетом погрешностей: Δε_б базирования, Δε_з закрепления заготовок, Δε_пр изготовления и износа опорных элементов приспособлений. Погрешность установки определяют как предельное поле рассеяния положений измерительной поверхности относительно поверхности отсчета в направлении выдерживаемого размера.

Погрешность приспособления не связана с процессом установки заготовок в приспособлениях; поэтому часто ее учитывают при расчетах точности отдельно.

При укрупненных расчетах точности обработки погрешность Δε_у, соответствующую последней формуле, можно определить по табл. 12-18.
В процессе установки заготовок для обработки с выверкой возникает погрешность установки - выверки; Δε_у-в учитывает неточности выверки по разметочным рискам или непосредственно по поверхностям заготовки. Погрешность Δε_у-в в может охватывать и погрешность закрепления. В табл. 16 и 17 эта погрешность дана как одна величина. Часто при расчетах Δε_б учитывают только отклонения размеров заготовок. Если при этом технологическая база совпадает с измерительной, то Δε_б = 0.

Погрешность закрепления Δε_з возникает при закреплении заготовок в приспособлениях в связи с изменением контактных деформаций стыка заготовка - опоры приспособления. Погрешность закрепления - это предельное поле рассеяния положений установочной поверхности относительно поверхности отсчета в направлении выдерживаемого размера.
Упругие деформации детали из-зa сил закрепления учитывают при расчете особо или в связи с малым значением ими пренебрегают.

Погрешность приспособлений Δε_пр возникает в результате неточности изготовления приспособления и его изнашивания при эксплуатации.
Погрешность изготовления приспособления зависит в основном от точности изготовления деталей приспособления. В общем случае эта погрешность не должна превышать 1/3 - 1/10 доли допуска на соответствующий обрабатываемый размер детали.
При эксплуатации приспособлений элементы для установки и направления режущего инструмента изнашиваются.

Погрешности обработки, возникающие вследствие геометрических неточностей станка. Отклонения размеров, формы и расположения обработанных поверхностей от заданных возникают также вследствие геометрических неточностей станка. Так, при точении консолъно закрепленной заготовки в результате отклонения от параллельности оси шпинделя направляющим станины в горизонтальной плоскости получается конусообразность

где с_m - допустимое отклонение от параллельности оси шпинделя направляющим станины в плоскости выдерживаемого размера на длине l, мм; l_m - длина обработанной поверхности, мм.

Погрешность наладки (настройки) технологической системы на размер. Под наладкой (ГОСТ 3.1109-82) технологической системы понимают приведение ее в рабочее состояние, пригодное для использования при выполнении технологической операции, процесса. Наладка в общем случае включает согласованную установку режущего инструмента, рабочих органов станка, приспособления в положение, которое с учетом явлений, происходящих при обработке, обеспечивает получение заданного размера с установленным допуском на изготовление. Эти элементы наладки часто называют настройкой (регулированием) технологической системы, станка на размер; кроме этих элементов в наладку входит установка заданного режима обработки путем смены шестерен, установка в необходимое положение органов управления частотой вращения шпинделя и движением подачи (настройка кинематики), установка инструмента в инструментальные магазины и револьверные головки станков, установка программоносителя в считывающее устройство станков с ЧПУ и другие работы.

Погрешность измерения (ГОСТ 16263 - 70) - отклонение результата измерений (значения, найденного измерением) от истинного значения. Установленные ГОСТ 8.051-81 (табл. 27) пределы допустимых погрешностей измерения являются наибольшими допустимыми погрешностями измерения (без учета знака); они включают случайные и неучтенные систематические погрешности измерительных средств, установочных мер, температурных деформаций, базирования и т. д.
Допустимые погрешности измерения δ составляют от 20 (для грубых квалитетов) до 35.% допуска на изготовление изделия.
Случайная погрешность измерения не должна превышать 0,6 нормируемого предела допустимой погрешности измерения. В соответствии с рекомендацией ИСО случайная погрешность измерения принята с доверительной вероятностью 0,954, т. е. равной ± 2σ.
Влияние погрешности измерения может привести к тому, что часть проверенных изделий будет отнесена к годным, хотя истинные значения их размеров находятся за пределами поля допуска (неправильно принятые), а часть годных изделий будет забракована (неправильно забракованные). Поэтому значения размеров, по которым проводят приемку изделий - приемочные границы - устанавливают совпадающими с предельными отклонениями проверяемого размера (предпочтительный способ) или смещенными от предельных отклонений размера (уменьшения допуска), т, е. вводят производственный допуск.

71.

Рассмотрение технологической системы как автоматически действующей показывает возможные пути управления точностью механической обработки:

- управление по входным параметрам;

- управление по внешним возмущающим воздействиям;

- управление по входным параметрам.

Управление по входным параметрам предполагает использование следующих мероприятий:

- повышение точности заготовок;

- работа на оптимальных режимах резания;

- повышение жесткости оборудования (или ее выравнивание);

- повышение износостойкости режущего инструмента;

- повышение точности оборудования;

- повышение точности наладки.

Это традиционный путь. В этом традиционном случае регулирование производится без обратной связи, что в определенной степени ограничивает возможности этого метода, поскольку существуют пределы повышения точности, жесткости, виброустойчивости и других характеристик элементов технологической системы.

Система автоматического регулирования точностью, использующая для управления результаты измерения внешних возмущающих воздействий, является системой с обратной связью. Эти системы разнообразны по конструкции в зависимости от того, какие возмущающие воздействия устраняются. Наиболее часто возмущающим воздействием, используемым для регулирования, являются упругие деформации элементов технологической системы. Так, адаптивные системы, разработанные под руководством профессора Б.С.Балакшина, уменьшают влияние других деформаций в направлении У на точность обработки за счет стабилизации силы резания. Известно, что

.

Принимая жесткость постоянной, для поддержания постоянства упругих деформаций необходимо поддерживать и постоянство силы резания

.

В большинстве систем подобного типа для поддержания постоянства силы резания используется измерение подачи, так как влияние подачи S на силу РУ значительнее, чем влияние скорости резания V.

На кафедре «Технология машиностроения» СПбГПУ под руководством профессора С.Л.Мурашкина разработана целый ряд систем для управления точностью механической обработки. Рассмотрим некоторые из них.

Так, на рис. 10 показана структурная схема для поддержания постоянства силы резания за счет изменения подачи.

Система работает следующим образом. Сигнал u₁ о текущем значении Р_У поступает от встроенного в суппорт динамометра (ИУ) на сравнивающее устройство (СУ). Этот сигнал u₁ сравнивается с сигналом u₂ = f(Р_ЭТ). Рассогласование поступает на регулирующее устройство (РУ), которое производит измерение S на необходимую величину. Иногда в таких системах используют программирующие устройства для учета изменения жесткости элементов технологической системы.

Применение таких систем позволяет уменьшить погрешности от упругих деформаций в 2…5 раз. При этом уменьшаются перегрузки и вероятность поломки станков и инструментов.

Применение регулирования точности по отклонению выходного параметра (например, размера) (рис. 11) позволяет достичь наиболее существенных результатов, так как измеряется непосредственно обеспечиваемый параметр.

Система работает следующим образом. В процессе резания производится непрерывное измерение, в данном случае, диаметрального размера детали. В результате измерительное устройство ИУ выдает сигнал, пропорциональный действительному размеру детали г₁ = f(d_Д). Далее производится сравнивание текущего значения размера детали с требуемым d_ЭТ и вырабатывается управляющий сигнал, пропорциональный отклонению .

Такая система автоматического управления точностью должна состоять из:

- измерительного устройства для определения действительной величины регулируемого параметра;

- усилительно-преобразующей аппаратуры для преобразования и усиления сигнала рассогласования;

- исполнительного механизма (регулирующего устройства) для автоматической компенсации возникающих погрешностей (отклонений).

 

Рис. 10. Структурная схема системы, использующей для регулирования внешние возмущающие воздействия:

ИУ – измерительное устройство; УУ – усилительное устройство; ЗУ - задающее устройство; ПУ – программирующее устройство; РУ - регулирующее устройство; СУ – сравнивающее устройство

 

 

 

Рис. 11. Структурная схема системы регулирования по отклонению

 

При такой схеме (рис. 11) компенсируются погрешности от упругих деформаций детали и других элементов технологической системы, тепловых деформаций резца и станка, износа режущего инструмента, геометрической неточности станка и др., кроме тепловых деформаций детали.

При работе на шлифовальных станках широко используются упрощенные варианты подобных систем, так называемый активный контроль, который обеспечивает отключение станка по достижении требуемого параметра, например, требуемой точности размера (рис. 12).

Командный прибор может выдавать, в частности, следующие технологические команды: предварительное шлифование; окончательное шлифование; остановка.

 

Рис. 12. Схема активного контроля при круглом шлифовании

На рис. 12 показана схема точения, использующая для управления точностью явление «отрицательной» жесткости. Например, при точении заготовок с неравномерными припусками и твердостью соответственно изменяются силы резания и, следовательно, упругое отжатие резца. При увеличении силы резания Р_Х и Р_Z происходит упругий поворот резца в соответствующем направлении, уменьшается глубина резания и возрастает получаемый размер. Компенсацию упругих отжатий предлагается производить путем введения в конструкцию резца упругого элемента между головкой (режущей частью) и телом (стержнем). При этом центр поворота режущей части резца рассчитывается таким образом, что при увеличении сил Р_Х и Р_Z происходит поворот головки резца в вертикальной плоскости (от силы Р_Z) или в горизонтальной (от силы Р_Х) в тело заготовки, чем увеличивается глубина резания, т.е. восстанавливается размер первичной наладки.

72. Точение применяется для обработки преимущественно поверхностей вращения, а также резьб и червяков с помощью резцов. Обработка наружных поверхностей вращения называется обтачиванием, обработка внутренних поверхностей вращения — растачиванием, обработка канавок — прорезанием, обработка торцов — подрезанием, а обработка резьб — нарезанием. В зависимости от типа обрабатываемой поверхности используют различные типы универсальных или специальных резцов. Чаще всего главное вращательное движение сообщается заготовке, которая устанавливается в центрах, в самоцентрирующем патроне, в патроне и центре, в специальном или специализированном приспособлении, которое крепится к шпинделю станка, а движения подачи — резцу. Если станок снабжен соответствующей системой управления подачами (ЧПУ или копирования), то продольное точение (обтачивание и растачивание) позволяет обрабатывать любую комбинацию типовых поверхностей, особенно если их размеры изменяются монотонно.

Точению присущи следующие недостатки:

1. Изгиб обтачиваемой заготовки под действием односторонней силы резания приводит к искажению формы обрабатываемой поверхности, а в некоторых случаях — к потере устойчивости процесса резания (автоколебаниям);

2. При точении стальных заготовок на высоких скоростях резания получается раскаленная сливная стружка, которая наматывается на инструмент, загромождает рабочее пространство и представляет серьезную угрозу для рабочего;

3. Режущая часть резца во время точения непрерывно находится в зоне воздействия больших сил и высокой температуры, что существенно снижает его стойкость и ограничивает скорость резания.

При точении длинных цилиндрических поверхностей первый недостаток компенсируется многорезцовым точением, когда радиальные силы резания уравновешиваются.

Второй недостаток точения компенсируется использованием различных способов стружколомания. Их можно разбить на две группы. В первом случае дробление стружки достигается за счет создания определенных условий стружкообразования. Во втором случае (кинематические способы) дробление стружки происходит за счет периодического прерывания процесса резания путем наложения на движение подачи колебательного движения, параллельного направляющей обрабатываемой поверхности.

Третий недостаток точения компенсируется применением ротационного способа, т. е. точения вращающимся резцом с круговой режущей кромкой. В данном случае активный участок режущего лезвия непрерывно обновляется и резко снижается скорость скольжения стружки и поверхности резания по поверхностям режущего клина инструмента. Ротационные резцы могут вращаться принудительно или от сил трения между инструментом и стружкой (самовращение). Однако таким способом можно обрабатывать только поверхности с плавно изменяющейся образующей.

Для обработки наружных поверхностей вращения могут использоваться методы фрезерования внешним и внутренним касанием, а также методами плоского и кругового протягивания.

Шлифованием обрабатывают поверхности всех классов. Обычно оно применяется для повышения точности размеров и формы поверхностей, формообразование которых было на предыдущих этапах обработки осуществлено другими способами (точением, фрезерованием и т.д.). Чаще всего шлифуемые заготовки после предварительной обработки подвергаются закалке или химико-термической обработке. В зависимости от требований к точности шлифование может быть предварительным, чистовым или тонким.

Шлифование выполняется шлифовальными кругами, состоящими из абразивных зерен, которые жестко сцементированы в пористое тело с помощью связки.

Для обработки поверхностей вращения применяются различные способы круглого шлифования. Относительно короткие (менее 80 мм) наружные поверхности вращения обрабатываются круглым наружным врезным шлифованием на круглошлифовальных станках. Заготовка при этом устанавливается в центрах, на оправке или в патроне. Одновременное шлифование шейки и торца выполняют на торцекруглошлифовальных станках с наклоном оси вращения круга на угол 8...20°. Торец и шейку можно шлифовать и на обычном круглошлифовальном станке, применяя круг с поднутрением на торце. Фасонные поверхности вращения шлифуются профилированным кругом.

Для обработки цилиндрических или конических поверхностей значительной длины применяется круглое наружное шлифование с продольной подачей. В зависимости от жесткости заготовки (отношения ее диаметра к длине) применяется многопроходное или глубинное шлифование.. При глубинном шлифовании заданный слой снимается за один ход стола.

Разновидностью круглого шлифования является круглое бесцентровое шлифование, отличающееся высокой производительностью. Особенность этого способа — ориентация заготовки. В данном случае заготовка ориентируется в зоне шлифования той же поверхностью, которая шлифуется, т. е. часть функций направляющего комплекса станка передана заготовке.

При врезном бесцентровом шлифовании заготовка шлифуемой поверхностью опирается на опорный нож и ведущий круг, который является абразивным, но с характеристиками, отличными от характеристик шлифовального круга. Своей торцовой поверхностью заготовка контактирует с упором. Ведущий круг может быть алюминиевым, стальным или чугунным. Скорость вращения заготовки обусловлена скоростью вращения ведущего круга и очень близка к ней. Поперечная подача может сообщаться как шлифовальному, так и ведущему кругу. В конце цикла шлифования шлифовальный (или ведущий) круг отводится и упор-выталкиватель выталкивает готовую деталь из зоны обработки. Кроме цилиндрических поверхностей, врезным бесцентровым шлифованием обрабатывают также ступенчатые, конические и фасонные поверхности.

Гладкие цилиндрические заготовки (оси, кольца) с высокой производительностью шлифуются бесцентровым шлифованием на проход. При шлифовании способом на проход, оси шлифовального и ведущего кругов все время находятся на одинаковом расстоянии друг от друга. Заготовки, проходя между ними по опорному ножу, шлифуются в заданный размер. Для этого на шлифовальном круге предусматриваются три части: заборная (для съема основной части припуска), калибрующая (для зачистки), обратный конус (для обеспечения плавности выхода заготовки из зоны шлифования).

Фасонное врезное круглое шлифование в последнее время (в условиях массового производства) все чаще заменяется шлифованием на жестких опорах, при котором исключается влияние биения шпинделя заготовки и деформаций при ее закреплении на точность формы и относительного положения шлифованной поверхности. Кроме того, данный способ существенно упрощает автоматизацию загрузки заготовок по сравнению с ее креплением в патроне.

Отношения и взаимосвязи параметров подпроцессов устанавливаются либо чисто эмпирически, либо логически, но с привлечением данных эксперимента. Они описываются с помощью уравнений, неравенств, а также с помощью графов, блок-схем, графиков, программ для ЭВМ и т. д.

Одной из основных является модель производительности удаления материала, или, в соответствии с ГОСТ 21445—84, модель режущей способности шлифовального круга. Экспериментально установлено, что режущая способность шлифовального круга (т.е. объемная производительность шлифования) определяется радиальной силой, с которой рабочая поверхность круга прижимается к шлифуемой поверхности заготовки. Чем «острее» шлифовальный круг, тем выше объемная производительность процесса шлифования при тех же значениях радиальной силы