Методы обработки поверхностей

№ пе­рехода	Квалитет точности	Ra, мкм	Цилиндрических	Плоских
наружных	внутренних
		12,5	1: Т, Шо 2: Т	С, З, Р	1: Ф, Шо 2: Ф
		3,2	1: Тп, Ш 2: Тп	Зч, Рп	1: Фп, Ш 2: Фп
		1,6	1: Тч, Шп 2: Тч	1: РВ, Рч, П, Шп 2: РВ, Рч, П	1:Фч, П, Шп 2: Фч, П
		0,8	1: Тт, Шч 2: Тт	1: РВч, Рт, Пч,Шч 2: РВч, Рт, Пч	1: Фт, Пч, Шч 2: Фт, Пч
	–	0,4	ПО, АВ, СФ	Х, ПО, РК, АВ
1 – сталь, 2 – чугун, цветные сплавы

 

Примечание: Если ТП обработки детали пониженной жесткости (l/d≥6) вклю­чает термообработку ТО, ее точность в результате коробления при ТО снижается ~ на 1 ква­литет.

 

3. Задачи работы

 

Для каждой поверхности детали определить количество переходов мехоб­работки для достижения заданной точности и шероховатости поверхно­сти и путем экономического анализа вариантов выбрать оптимальные для каж­дого перехода методы обработки при заданном типе производства.

 

 

Таблица 5.2

Коэффициент удельных затрат К_у

Тип поверхности	Пере- ход	До закалки	После закалки
Для типа производства
един.	сер.	масс.	един.	сер.	масс.
Цилиндрич. на­ружная	Т Тп Тч Тт Шо Ш Шп Шч Шт	1,6 2,4 4,3 1,4 4,5 6,6 -	1,4 2,1 3,9 1,3 2,7 4,1 -	1,3 3,6 1,2 2,5 3,8 5,5 -	- 2,6 3,8 5,7 - 2,5 2,9 5,9	- 2,4 3,5 5,3 - 2,2 2,6 3,6 5,3	- 2,2 3,2 4,9 - 1,9 2,5 3,3 4,8
Цилиндрич. внутренняя	З Зч Р Рп Рч Рт РВ РВч П Ш Шп Шч Шт	1,1 2,1 1,8 2,9 4,9 5,3 - 4,5 6,6 -	1,9 1,7 2,6 4,4 2,5 4,2 3,6 2,7 4,1 -	0,8 1,5 1,6 2,4 3,9 2,2 3,4 1,8 2,5 3,8 5,5 -	- - - 2,9 4,1 6,2   7,8 - 2,5 2,9 5,9	- - - 2,7 3,8 5,7   - 2,2 2,6 3,6 5,3	- - - 2,4 3,4 5,2   - 1,9 2,5 3,3 4,8
Плоская	Ф Фп Фч Фт Шо Ш Шп Шч Шт	1,5 2,4 4,2 1,1 4,5 6,6 -	1,4 3,6 2,7 4,1 -	1,3 1,9 3,2 0,9 2,5 3,8 5,5 -	- 2,4 3,5 5,6 - 2,5 2,9 5,9	- 2,2 3,1 5,2 - 2,2 2,6 3,6 5,3	- 2,9 - 1,9 2,5 3,3 4,8

Примечание: Для мелкосерийного производства К_у соответствует среднему значению между единичным и серийным, а для крупносерийного – между се­рийным и массовым.

 

4. Порядок выполнения работы

 

Работу начинают с определения методов обработки самой точной поверхности.

1) По табл. 5.1 для заданного типа поверхности и материала детали опреде­ляют варианты 1–го перехода, обеспечивающего 12 квалитет точности и шероховатость Ra 12,5. Таким же образом определяют варианты последующих переходов до обеспечения заданной точности и шероховатости.

2) Комбинируя методы обработки на каждом переходе записывают вари­анты последовательности обработки в виде цепочек переходов, включая ТО. При этом сразу убирают варианты с несовместимыми пере­ходами (например, точение после шлифования).

3) По табл. 5.2 определяют коэффициент удельных затрат К_уj для каж­дого метода обработки.

4) По формуле (5.1) для каждого варианта сочетания методов обработки определяют сум­марный коэффициент удельных затрат

Вариант, имеющий наименьшее значение К_у, считают оптимальным.

 

5. Пример выполнения работы №5

 

Деталь ─ «Вал-шестерня», черт. 07.ТМ.13.001. Производство среднесерийное.

 

При выборе методов обработки и их последовательности учитываем, что:

▪ кроме указанных в табл. 5.1 переходов необходимо согласно требованиям чертежа вала ввести ТО ─ закалку с отпуском;

▪ вал – деталь нежесткая (l/d=7), поэтому в процессе термообработки возможно его коробление и снижение точности на 1 квалитет;

▪ заготовка вала — штамповка, относительно чистая, очищенная от окалины, величина облоя и заусенцев не более 2 мм, поэтому обдирочное шлифование перед механической обработкой вводить не следует;

▪ обработку вала до ТО экономически целесообразно производить методами лезвийной обработки, а после ТО ─ методами абразивной обработки.

Выбор методов начинаем с самой точной поверхности. Такими поверхностями являются шейки под подшипники, пов. 6 и 17.

По табл. 5.1 определяем, что для обработки пов. 6 и 17 (6 квалитет точности, шероховатость Rа=0,8 мкм) могут быть применены следующие варианты последовательности методов обработки (табл. 5.3).

 

 

Таблица 5.3

Варианты обработки пов. 6 и 17

№ вар.	Переходы	Коэфф. удельн.
							затрат
	Т(12)	1,4 ТП(10)	2,1 ТЧ(8)	3,9 ТТ(6)	ТО(7)	ШЧ(6)	7,4
				ТО(9)	3,6 ШЧ(7)		7,1
					2,6 ШП(8)		6,1
			ТО(11)	2,6 ШП (9)	3,6 ШЧ(7)		7,6
					2,6 ШП(8)		6,6
				2,2 Ш(10)	2,6 ШП(8)		6,2
		ТО(13)	2,2 Ш(11)	2,6 ШП(9)	3,6 ШЧ(7)		8,4
					2,6 ШП(8)		7,4
				Ш(10)	2,6 ШП(8)		6,8

 

В табл. 5.3 обозначено:

Т–точение черновое

Т_П–точение получистовое

Т_Ч–точение чистовое

Т_Т–точение тонкое

Ш–шлифование черновое

Ш_П–шлифование получистовое

Ш_Ч–шлифование чистовое

Рядом с обозначением метода обработки в скобках указан квалитет точности, получаемый на данном переходе, а сверху– коэффициент удельных затрат К_Уj для данного перехода.

Оптимальный вариант обработки выбираем по минимуму суммарных удельных затрат, характеризуемых суммой К_Уi всех переходов данного варианта. При этом поскольку переходы Т(12) и Ш_Ч(6), а также ТО присутствуют во всех вариантах обработки, их из расчёта исключаем.

Из табл. 5.3. видно, что минимальный коэффициент удельных затрат К_У=6,1 соответствует варианту 3, предусматривающему ТО после чистовой токарной обработки. Поэтому примем этот вариант обработки:

Т(12; 12,5)–Т_П(10; 3,2)– Т_Ч(8; 1,6)–ТО(9)– Ш_П(8; 1,6)–Ш_Ч(6; 0,8).

Здесь в скобках указаны квалитет точности и шероховатость поверхности Ra, мкм, для каждого перехода.

Для обработки места под сальник, пов. 6 (6-й квалитет, Ra=0,4), принимаем дополнительный переход полирование.

Полученным выше результатом воспользуемся для назначения методов обработки других поверхностей.

Шейка под муфту, пов. 4 (8-й квалитет, Ra=1,6):

Т(12; 12,5)–Т_П(10; 3,2)– Т_Ч(8; 1,6) –ТО(9)– Ш_П(8; 1,6).

Наружная поверхность зубчатого венца, пов. 11 (11;3,2):

Т(12; 12,5)–Т_П(10; 3,2)–ТО(11).

Свободные шейки, пов. 9 и 14, канавки, пов. 7, 16, 21 (14; 12,5):

Т(12; 12,5)–ТО(13).

Уступы пов. 8 и 15 (8; 1,6):

Т(12; 12,5)–Т_П(10; 3,2)– Т_Ч(8; 1,6) –ТО(9) – Ш_П(8; 1,6).

Уступ, пов. 5 (10; 3,2):

Т(12; 12,5)–Т_П(10; 3,2)–ТО(11))– Ш_П(10; 3,2)..

Торцы зубчатого венца, пов. 10 и 13 (14; 12,5):

Т(12; 12,5)–ТО(13).

Торцы, пов. 1 и 18 (14; 12,5):

Ф(13; 12,5)–ТО(14).

Ф - фрезерование

Шпоночный паз, пов. 2 и 3 (9; 1,6):

Ф(8; 1,6)–ТО(9).

Зубчатый венец, пов. 12 (6 степень точности, Ra=0,8):

ЗФ(8 ст.; 6,3)–СФ–ШВ(7 ст.; 1,6)–ТО–Ш_Ч(6 ст.; 0,8).

ЗФ–зубофрезерование,

СФ– снятие фасок,

ШВ-шевингование.

Центровые отверстия, пов. 19 и 20

С(9; 1,6)–ТО(10)–Ш_Ч(9; 0,8)

С–сверление,

Методы обработки поверхностей сводим в табл. 5.4.

 

Таблица 5.4.

Методы обработки поверхностей

№ пов.	Вид пов.	Квал. точн.	Шерох. Ra, мкм	Последовательность обработки
	П П		12,5 12,5	Ф–ТО Ф–ТО
	П Ц П Ц Ц П Ц П Ц Ф П Ц П Ц Ц П КВ КВ Ц	6 ст.	3,2 1,6 3,2 0,4 12,5 2,5 12,5 12,5 3,2 0,8 12,5 12,5 2,5 12,5 0,8 12,5 0,8 0,8 12,5	Ф–ТО Т–ТП– ТЧ – ТО–ШП Т–ТП–ТО Т–ТП– ТЧ –ТО–ШП–ШЧ–ПО Т–ТО Т–ТП– ТЧ – ТО Т–ТО Т–ТО Т–ТП–ТО ЗФ–СФ–ШВ–ТО–ШЧ Т–ТО Т–ТО Т–ТП– ТЧ – ТО Т–ТО Т–ТП– ТЧ – ТО–ШП–ШЧ Ф–ТО С–ТО– ШЧ С–ТО– ШЧ Т–ТО