Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уральский государственный технический университет - УПИ»

Нижнетагильский технологический институт (филиал)

Основы технологии машиностроения

Конспект лекций

для студентов специальностей 151001 - Технология машиностроения,

150404-Металлургические машины и оборудование,

170103-Средства поражения и боеприпасы,

190202-Многоцелевые гусеничные и колесные машины

Часть I

Нижний Тагил 2007



УДК 621.9

Составитель: Т. М. Гаврилова

Научный редактор: проф., д-р техн. наук В. Ф. Пегашкин

Основы технологии машиностроения : конспект лекций в 2 ч. Ч. 1. /
сост. Т. М. Гаврилова ; Нижнетагил. технол. ин-т (фил.) УГТУ-УПИ. - Нижний Тагил, 2007. - 93 с.

Конспект лекций предназначен для использования при изучении дисциплины «Основы технологии машиностроения».

Может быть полезен при выполнении расчетно-графической работу по дисциплине «Основы технологии машиностроения», курсового проекта по дисциплине «Технология машиностроения», при подготовке к итоговому междисциплинарному экзамену и при выполнении выпускной квалификационной работы.

Кафедра «Общее машиностроение»

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ»

Нижнетагильский технологический

институт (филиал), 2007

Т. М. Гаврилова, составление 2007



ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Типы машиностроительного производства

1.1. Характеристики машиностроительных производств

1.2. Определение типа производства и его организационной формы

2. Структура технологического процесса

2.1. Виды технологических процессов

2.2. Средства выполнения технологических процессов

2.3. Структура технологических операций

2.4. Правила записи операций и переходов обработки резанием

2.5. Требования к оформлению иллюстраций технологического процесса

2.6. Требования к оформлению наладок на операции

2.7. Правила указания технологических размеров

3. Технологическое обеспечение технических требований чертежа

4. Базирование и базы в машиностроении

4.1. Виды баз

4.2. Черновые и чистовые базы

4.3. Погрешность установки детали в приспособлении

5. Технологичность конструкции изделия

5.1. Общие сведения

5.2. Качественная оценка технологичности конструкции детали изделия)

5.3. Количественная оценка технологичности конструкции детали изделия)

6. Припуски на механическую обработку

Библиографический список

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

1 Типы машиностроительного производства

1.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Машиностроительным производством называется производство с преимущественным применением методов технологии машиностроения при выпуске изделия.

Вид производства - классификационная категория производства, выделяемая по признаку применяемого метода изготовления изделия. Видами производства являются литейное, штамповочное, сварочное, механическое и т.д.

Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В машиностроении различают следующие типы производств: единичное, серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное), массовое 1, 18, 20, 27, 30, 32.

Единичное производство характеризуется выпуском деталей (изделий), повторное изготовление которых не предусматривается. В данном производстве используется универсальные средства технологического оснащения: станки, стандартный универсальный режущий инструмент, средства измерений (штангенинструменты, микрометры), технологическая оснастка (патроны, тиски с ручным проводом, универсально сборные приспособления (УСП).

Оборудование в цехе располагается по группам станков.

В качестве заготовок используется сортовой прокат; отливка, изготовленные методами литья в песчаные формы, в землю с ручной формовкой; поковки, получаемые свободной ковкой.

Разрабатывается маршрутное описание технологического процесса. Построение операций технологического процесса осуществляется по методу последовательной концентрации операций. Деталь передается на другой вид оборудования для дальнейшей обработки только в том случае, если данный метод обработки завершен полностью и полностью использованы технологические возможности станка.

Квалификация рабочих - высокая. Также высокая себестоимость изделия.

В серийном производстве выпуск деталей, изделий осуществляется периодически повторяющимися партиями. Периодом запуска партии в производство может быть декада, месяц, квартал, полугодие, год. В крупносерийном производстве возможен ежедневный или еженедельный запуск деталей в производство.

В качестве технологического оборудования используются специализированные станки: многорезцовые, револьверные, станки с ЧПУ. В мелкосерийном производстве возможно применение универсального оборудования; в крупносерийном - агрегатных станков, одношпиндеольных автоматов, многошпиндельных полуавтоматов.

Технологическая оснастка - переналаживаемые приспособления, универсально-наладочные приспособления, сборно-разборные приспособления. Возможно использование специальных приспособлений в крупносерийном производстве. Привод приспособлений в мелкосерийном производстве - ручной; в крупносерийном - механизированный.

В качестве средств измерений применяют стандартные калибры и шаблоны, а также возможно использование универсальных средств измерения.

Характер заготовок - сортовой прокат; отливки, получаемые методами литья в песчаные земляные формы с машинной формовкой, литья по выплавляемым моделям, литья в оболочковые формы, литья в кокиль (если размер партии заготовок приблизительно равен или кратен стойкости кокиля); поковки, штампуемые в открытых штампах.

В серийном производстве осуществляется дифференциация операций по группам станков. Возможны следующие принципы построение операций технологического процесса:

1. Принцип последовательной концентрации операций (станки с ЧПУ, станки типа «обрабатывающий центр»).

2. Принцип параллельно-последовательной концентрация операций (револьверные станки, многорезцовые станки, агрегатные станки).

В массовом производстве производится постоянный выпуск деталей (изделий) одного наименования, типоразмера и исполнения.

Для выполнения операций технологического процесса используют специальные станки для отдельных операций, копировальные, агрегатные, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, станки типа «обрабатывающие центры» с ЧПУ, автоматические линии на базе вышеуказанного оборудования. В отдельных случаях для выполнения элементарных операций возможно применение универсального и специализированного оборудования. Технологическая оснастка - специальные приспособления с использованием механизированных приводов; многоместные приспособления. Режущий инструмент и средства измерения - специальные.

В качестве заготовок используют прокат специального профиля; отливки, получаемые литьем в кокиль, центробежным литьем, литьем под давлением; поковки, изготавливаемые штамповкой в закрытых штампах, штамповкой взрывом, ультразвуковой штамповкой и др.

Оборудование располагается по потоку, в последовательности выполнения технологических операций.

Рабочие специализируются на выполнении определенной операции. Себестоимость изделий значительно ниже, чем единичном и серийном производстве.

В массовом производстве возможны следующие принципы построение операций технологического процесса:

1. Принцип дифференциации операций обработки, то есть разделение операций на элементарные с приблизительно равным штучным временем на каждой операции (например, с использованием специального или агрегатного оборудования).

2. Принцип параллельной концентрация операций обработки на одном станке с максимальным использованием его технологических возможностей (многошпиндельные станки, агрегатные станки параллельного действия).

3. Принцип параллельно-последовательной концентрация операций (агрегатные станки последовательного действия).

1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА И ЕГО ОРГАНИЗАЦИОННОЙ ФОРМЫ

Тип производства и его организационная форма определяются в следующей последовательности:

на основании конструктивных особенностей детали и известной программе выпуска деталей (изделий) в год предварительно определяют тип производства, используя табл. П. 1.1;

для предварительно принятого типа производства разрабатывают операционный технологический процесс;

рассчитывают режимы резания, нормы времени, определяют необходимое количество станков для выполнения каждой операции технологического процесса;

рассчитывают коэффициент закрепления операций К_ЗО, который характеризует тип производства [18, 27, 30];

,

где - число всех технологических операций, необходимых для выпуска детали (изделия);

- число рабочих мест или технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия).

по найденному значению коэффициента закрепления операций уточняют тип производства:

К_ЗО = 1 - массовое;

К_ЗО - свыше 1 до 10 - крупносерийное;

К_ЗО - свыше 10 до 20 - среднесерийное;

К_ЗО - свыше 20 до 40 -мелкосерийное;

К_ЗО - свыше 40 -единичное.

при несоответствии изначально принятого по табл. П. 1.1 типа производства и уточненного по коэффициенту закрепления операций, вносят необходимые корректировки в технологический процесс;

устанавливается форма организации технологического процесса. В соответствии с [10, 18] выбирают форму организации технологических процессов: групповую или поточную.

При групповой форме организации производства запуск изделий производится партиями с определенной периодичностью, что является признаком серийного производства. В этом случае определяется количество деталей в партии для одновременного запуска, шт.:

,

где N - годовая программа выпуска деталей (изделий), шт;

К_З - коэффициент запаса, (число дней, на которое необходимо иметь запас деталей на складе для обеспечения бесперебойной работы сборочного цеха);

F_Э - эффективный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия) в днях, F_Э = 253 дня.

Величина коэффициента запаса определяется типом производства и указана в табл. П. 1.2.

Поточная форма организации технологических процессов подразделяется на одно-номенклатурную и многономенклатурную поточные линии. В этом случае определяется тип линии и такт выпуска деталей (изделий) 27.

Для поточного производства главной характеристикой является производственный такт Т_В - интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типоразмера и исполнения.

Такт выпуска определяется в минутах по соотношению:

,

где F_Д - действительный годовой фонд времени работы технологического оборудования, используемого для производства детали (изделия) в часах;

m - число рабочих смен в сутки;

N - годовая программа выпуска деталей (изделий), шт.

Действительный годовой фонд времени работы технологического оборудования F_Д при двухсменной работе (m=2) и с учетом потерь на ремонт для различных групп оборудования приведен в табл. П. 1.3.



2 структура технологического процесса

2.1 ВИДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Производственный процесс - совокупность всех действий людей и предметов труда, необходимых на данном предприятии для производства или ремонта изделий.

Структурными элементами производственного процесса являются технологические процессы, выполняемые последовательно и (или) параллельно.

Технологический процесс - часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

Структурными единицами технологического процесса являются технологические операции.

Классификация технологических процессов представлена на рис. 1.

Маршрутное описание технологического процесса - сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

Маршрутное описание содержания операций применяют в единичном и опытном производстве на соответствующих формах маршрутных карт 8. Пример маршрутного описания технологического процесса приведен в приложении 2.

Операционное описание технологического процесса - полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов.

Операционное описание содержания операций применяют в крупносерийном и массовом производстве на соответствующих формах операционных карт 10, 11. Допускается применять операционное описание отдельных операций в единичном и опытном производстве.

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

Маршрутно-операционное описание технологического процесса используют в серийном производстве.

Рис. 1. Классификация технологических процессов

Единичный технологический процесс - технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.

Типовой технологический процесс - технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

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

Типовые и групповые технологические процессы разрабатывают, как правило, для серийного производства деталей (изделий).

Перспективный - технологический процесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления, которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии в перспективе.

Проектный - технологический процесс, выполняемый по предварительному проекту технологической документации для проверки способов изготовления изделий, подлежащих постановке на производство в недалеком будущем.

Рабочий - технологический процесс, выполняемый по рабочей технологической и конструкторской документации.

Стандартный - технологический процесс, установленный стандартом.

Временный - процесс, применяемый на предприятии в течение ограниченного периода времени из-за отсутствия надлежащих материалов, ремонта оборудования или в связи с аварией.

Комплексный - технологический процесс, содержащий комплекс операций по погрузочно-разгрузочным работам.

Обработка - действие, направленное на изменение свойств предмета труда при выполнении технологического процесса.

Механическая обработка - обработка давлением или резанием.

Обработка давлением - обработка, заключающаяся в пластическом деформировании или разделении материала. Разделение материала происходит давлением без образования стружки.

Поверхностное пластическое деформирование - обработка давлением, при которой пластически деформируется только поверхностный слой материала.

Обработка резанием - обработка, заключающаяся в образовании новых поверхностей отделением поверхностных слоев материала с образованием стружки.

Образование поверхностей сопровождается деформированием и разрушением поверхностных слоев материала.

2.2 СРЕДСТВА ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Средства технологического оснащения - совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса.

Технологическое оборудование - средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка.

Примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т.д. машиностроительный технологический гальванический

Технологическая оснастка - средства технологического оснащения, дополняющее технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.

Примерами технологической оснастки являются режущий инструмент, штампы, приспособления, калибры, пресс-формы, модели, литейные формы, стержневые ящики и т.д.

Приспособление - технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции.

Инструмент - технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Состояние предмета труда определяется при помощи меры и (или) измерительного прибора.

2.3. СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ

Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Различают следующие виды технологических операций.

Типовая технологическая операция - технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологических переходов для группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповая технологическая операция - технологическая операция совместного изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Структурными единицами технологической операции являются технологический переход, вспомогательный переход, позиция, рабочий ход, вспомогательный ход, прием, наладка и подналадка.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.

Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода.

Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Поворот детали на какой-либо угол или переустановка для обработки другого торца является новым установом.

Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.

Установленная и закрепленная на поворотном столе заготовка подвергаемая сверлению, рассверливанию, зенкерованию и развертыванию, имеет один установ, но с каждым поворотом стола будет занимать новую позицию. На многошпиндельных станках заготовка при одном ее закреплении занимает различные позиции относительно станка. Заготовка перемещается в новое положение вместе с зажимным устройством (шпиндельным блоком).

Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки.

Вспомогательный ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода.

Прием - законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.

Наладка - подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. Примеры оформления наладок на операции приведены в прил. 3, 4.

Подналадка - дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.

Технологический процесс можно построить по принципу концентрированных или дифференцированных операций.

Концентрированной технологической операцией называют такую операцию, которая включает в себя большое количество технологических переходов. Как правило, данная операция имеет многоинструментальную наладку. Пределом концентрации операций является полная обработка детали на одной операции.

Различают три основных вида концентрации операций 18.

1. Последовательная концентрация операций. При этом переходы выполняются один за другим (каждый инструмент выполняет свой рабочий ход последовательно один за другим).

2. Параллельная концентрация операций. В этом случае переходы совмещены в один сложный переход, то есть выполняются одновременно (все инструменты совершают рабочий ход одновременно).

3. Параллельн-последовательная концентрация операций. В данном случае последовательно одновременно обрабатываются несколько поверхностей.

Дифференцированной называют операцию, состоящую из минимального количества переходов. Пределом дифференциации является выполнение технологической операции, состоящей из одного перехода.

Классификация технологических операций создает предпосылки для стандартизации операций и автоматического проектирования технологических процессов на основе единства обозначений технологических операций при изготовлении изделий машиностроения и приборостроения.

Классификатор технологических операций машиностроения и приборостроения 16 устанавливает основные положения и систему классификации и кодирования технологических операций, а также структуру кода технологической операции (рис. 2).

XXХХ

Наименование операции

Вид технологического процесса по методу выполнения

Рис. 2. Структура кода технологической операции

Технологические операции обработки резанием классифицируют по признаку рабочего места, то есть по наименованию применяемого оборудования - станка.

Классификатор технологических операций следует применять при технологической подготовке и управлении производством совместно с другими классификаторами технико-экономической информации для формирования кодов технологических операций.

2.4 ПРАВИЛА ЗАПИСИ ОПЕРАЦИЙ И ПЕРЕХОДОВ ОБРАБОТКИ РЕЗАНИЕМ

Наименование операции обработки резанием присваивается по виду применяемого для ее исполнения технологического оборудования и записывается именем прилагательным в именительном падеже (за исключением операции «Галтовка»). Наименование операций следует записывать в соответствии с классификатором технологических операций машиностроения и приборостроения 16.

В содержании операции должны быть отражены все необходимые действия, выполняемые в технологической последовательности исполнителе или исполнителями, по обработке изделий или его составных частей на одном рабочем месте. В случае выполнения на одном рабочем месте прочих видов работ (кроме обработки резанием), выполняемых другими исполнителями, их действия также следует отражать в содержании операции.

При записи содержания перехода допускается полная или сокращенная форма записи.

В содержание перехода (операции) при его полной записи должно быть включено 9:

· ключевое слово, характеризующее метод обработки, выраженное глаголом в неопределенной форме (например, обточить, точить, расточить, сверлить, рассверлить, зенкеровать, развернуть, протянуть, нарезать, отрезать, фрезеровать, долбить, строгать, закруглить, хонинговать, шевинговать, шлифовать, центровать, накатать, закрепить, установить, переустановить, снять, выверить, поджать, смазать, контролировать и т.п.);

· наименование обрабатываемой поверхности конструктивных элементов или предметов производства (например, поверхность, отверстие, цилиндр, конус, контур, сфера, торец, фаска, лыска, паз, галтель, канавка, выточка, резьба, рифление, зубья, червяк, заготовка, деталь и т. п.);

· информация по размерам или их условным обозначениям;

· дополнительная информация:

- характеризующая количество одновременно или последовательно обрабатываемых поверхностей, характер обработки (например, последовательно, одновременно, по копиру, по программе, с подрезкой торцев, по разметке и т.п.);

- уточняющая название обрабатываемой поверхности или конструктивного элемента (например, внутренняя, наружная, глухое, сквозное, кольцевая, коническая, криволинейная, фасонная, шлицевый, шпоночный, Т-образный и т.п. );

- указывающая заключительные действия (например, предварительно, окончательно);

- при неполном изложении информации в текстовой части (например, согласно чертежу, согласно эскизу).

Порядок формирования полной записи содержания перехода можно условно выразить в виде кода, представленного на рис. 3.

Полную запись следует выполнять при необходимости перечисления всех выдерживаемых размеров. Данная запись характерна для промежуточных переходов, не имеющих графических иллюстраций. В этом случае в записи содержания перехода следует указывать исполнительные размеры с их предельными отклонениями.

Например:

1. Обточить поверхность, выдерживая d=40 - 0,34 и l=100±0,6.

Рис. 3. Код для полной записи содержания перехода (операции маршрутного описания)

Допускается в записи содержания переходов применять дополнительную информацию. Порядок записи дополнительной информации в этом случае должен соответствовать коду записи, представленному на рис. 3.

Сокращенную запись следует выполнять при условии ссылки на условное обозначение конструктивного элемента обрабатываемого изделия. Данная запись выполняется при достаточной графической информации.

Например:

1. Точить канавку 1.

Порядок формирования сокращенной записи содержания перехода можно условно выразить в виде кода, представленного на рис. 4.

Рис.4. Код для сокращенной записи содержания перехода

Технологические переходы нумеруются арабскими цифрами. Нумерация сохраняется только в пределах одной операции.

Запись вспомогательных переходов следует выполнять в соответствии с указанными выше правилами для технологических переходов.

Вспомогательные переходы нумеруются прописными буквами русского алфавита. Нумерация сохраняется только в пределах одной операции.

Запись вспомогательных переходов следует формировать в соответствии с классификатором технологических переходов машиностроения и приборостроения 17.

Запись вспомогательных переходов допускается не выполнять:

· при маршрутном описании технологических операций;

· при операционном описании и применении карты эскизов или соответствующих операционных карт, имеющих место для графического изображения обрабатываемой заготовки с указанием условных обозначений применяемых баз и опор 6, 14.

Указанные выше требования не распространяются на запись вспомогательных переходов, предусматривающих переустановку заготовок (деталей) при отсутствии соответствующих графических изображений и условных обозначений применяемых баз и опор. В данном случае следует выполнять соответствующую запись.

Например:

Б. Переустановить и закрепить деталь.

Установление полной или сокращенной записи содержания операций (переходов) для каждого случая определяется разработчиком.

При формировании записи содержания перехода (операции) необходимо стремиться к оптимизации информации.

Примеры записи технологических и вспомогательных переходов приведены на рис. 5, 7-12.

Позиции нумеруются римскими цифрами. Нумерация сохраняется только в пределах одной операции.

2.5. Требования к оформлению иллюстраций

технологического процесса

Общие требования к оформлению графических документов технологических процессов изложены в 5, пример выполнения эскиза на операцию обработки резанием приведен на рис. 5.

Рис. 5. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов при обработке на многорезцовых полуавтоматах

Графические изображения следует применять совместно с текстовым описанием технологического процесса и операций или других технологических действий, связанных с изготовлением изделий.

Графические изображения следует выполнять на формах карт эскизов по ГОСТ 3.1105-84 или в соответствующих зонах форм операционных карт по ГОСТ 3.1406-86, или в других документах, установленных стандартами.

При оформлении иллюстраций технологического процесса следует руководствоваться следующими требованиями.

1. Изображения заготовок (деталей) должны быть представлены в их рабочем положении, то есть, таким образом, как они установлены на станке во время обработки при выполнении данного перехода (операции). Именно так видит их рабочий с рабочего места. Это главный вид заготовки (детали) на иллюстрации. Главный вид на иллюстрации может не совпадать с главным видом на чертеже детали.

2. Количество видов заготовки (детали) должно быть минимальным, но достаточным для полного представления процесса обработки, указания всех обрабатываемых на данном переходе (операции) поверхностей.

3. Изображение детали следует выполнять после обработки на данной операции или переходе.

4. Изображение детали следует выполнять без соблюдения масштаба, но с примерным выдерживанием пропорций (графических элементов).

5. Поверхности детали, подлежащие обработке, следует выделять красным цветом или линией, толщиной 2S.

6. Обрабатываемые поверхности нумеруют арабскими цифрами в порядке их обработки. Порядковый номер размера или конструктивного элемента обрабатываемой поверхности следует проставлять в окружности диаметром 6…8 мм и соединять с размерной или выносной линией (рис. 5).

По возможности номера обрабатываемых поверхностей или конструктивных элементов должны быть на одном уровне по периметру зоны, в которой помещен эскиз.

Нумерация поверхностей или конструктивных элементов должна быть в пределах одной операции. Номера одной и той же обрабатываемой поверхности или конструктивного элемента, встречаемых в различных операциях, могут быть неодинаковыми.

Если поверхность на одной операции обрабатывается несколько раз на различных переходах, то номер поверхности за ней сохраняется.

7. Для сложных криволинейных поверхностей, имеющих множество размеров, которые должны быть выдержаны в случае применения средств технологического оснащения (станки с ЧПУ, гидросуппорты, копиры и т.п.), следует приводить условное обозначение их поверхности с использованием выносной линии со стрелкой в соответствии с рис. 6. В этом случае на эскизе показывают только основные базовые размеры.

Рис. 6. Условное обозначение сложных поверхностей на иллюстрациях технологического процесса

8. При указании справочных размеров достаточно на эскизе отметить их знаком «*» без приведения текстовой записи «Размеры для справок».

9. В случае если операция содержит несколько установов или позиций, то для каждого установа (позиции) выполняется самостоятельное графическое изображение.

10. При необходимости в левой верхней части эскиза указавается обозначение установа или позиции, например: «Установ А», «Позиция III».

Допускается подчеркивание информации по установам и позициям.

11. Графическое изображение выполняется для каждого технологического перехода установа.

Для позиции выполняется одно графическое изображение, в том числе и в случае когда на одной позиции обработка осуществляется одновременно с продольного и поперечного суппорта.

12. Инструмент изображается в конечном рабочем положении (после выполнения перехода).

Цельные инструмент из быстрорежущей стали вычерчивается синим цветом. У инструментов с напайными пластинами синим цветом выделяется только пластина. Абразивный инструмент также изображается синим цветом полностью.

Допускается изображение инструмента приводить упрощенно (рис. 5).

13. На иллюстрации указывается схема базирования и закрепления детали условными знаками в соответствии с 6.

14. На иллюстрации технологического процесса указываются все движения, совершаемые деталью, инструментом, подвижными частями станка.

15. На иллюстрации указываются все технологические размеры и их предельные отклонения, которые выдерживаются при выполнении перехода (операции). Предельные отклонения размеров указывают только в виде числовых значений.

16. На иллюстрации технологического процесса указываются допуски формы и расположения поверхностей, которые обеспечиваются при выполнении перехода (операции).

17. На иллюстрации технологического процесса указывается шероховатость обрабатываемых поверхностей, причем указывается та шероховатость, которая обеспечивается при выполнении данного перехода. В случае если несколько обрабатываемые поверхности имеют одинаковую шероховатость, то ее значение указывают в правом верхнем углу эскиза.

18. При необходимости в зонах для эскизов допускается помещать таблицы и соответствующие технические требования.

Построение таблиц следует выполнять от правой нижней части зону документа, выдерживая шаг строки, равной 8,5 мм.

Ширину заголовков и подзаголовков таблиц следует выбирать из расчета оптимального размещения вносимой информации.

Технические требования следует располагать над таблицей.

2.6 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ НАЛАДОК НА ОПЕРАЦИИ 8

1. Наладка на операцию является сборочным чертежом и основным документом для настройки приспособления и режущего инструмента.

Наладка выполняется с соблюдением масштаба, к ней составляется спецификация в соответствии с требованиями ЕСКД.

2. Установочно-зажимные приспособления (патроны, тиски, центра, прихваты и т.д.) вычерчиваются в разрезе с указанием их внутренней конструкции, чтобы был понятен принцип работы.

Допускается представление установочно-зажимных приспособлений в разрезе только на графическом изображении к I-ой позиции. На последующих позициях следует опоры и зажимы указывать в соответствии с 6.

3. На наладке указывается способ крепления инструмента. В случае если на главном виде нельзя показать способ крепления инструмента, выполняют дополнительные сечения (например, при креплении резцов).

4. Сверху чертежа наладки указывается номер операции, код, наименование, под ними - модель станка.

5. На наладке выполняются таблица технологических режимов и карта наладки (для станков с ЧПУ).

Последние две графы таблицы - основное и вспомогательное время на выполнение операции.

Перечень технологических режимов, указываемых в таблице должен соответствовать перечню для соответствующего метода обработки.

6. Остальные требования к оформлению наладок на операции аналогичные требованиям к иллюстрациям технологического процесса.

2.7 ПРАВИЛА УКАЗАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ

Технологические размеры - это размеры, указанные на наладке на операцию и служащие для настройки режущих инструментов относительно технологической базы. От способа настройки режущих инструментов, а, следовательно, и назначения технологических размеров зависит точность обработки.

Технологический размер определяется как расстояние от установочной базы до края режущей кромки инструмента в конечном положении (после окончания обработки).

Существует ряд особенностей указания технологических размеров при настройке инструмента на различном оборудовании.

1) При обработке деталей на универсальных станках ход режущего инструмента определяется по лимбу, а настройка инструмента осуществляется от «первой риски». Рабочий определяет величину перемещения режущего инструмента по лимбу от торца детали, который и будет являться технологической базой (рис. 7).

2) Обработка на револьверных, многорезцовых и многошпиндельных токарных полуавтоматах. На станках данных групп возможны различные варианты настройки режущих инструментов:

- каждый инструмент наладки настраивается от установочной базы (рис. 8 вариант I, рис. 7 вариант I);

- настройка инструментов друг относительно друга и находящихся в одном инструментальном блоке (на одном суппорте) (рис.8, вариант II, III);

- настройка инструментов друг относительно друга и находящихся в различных инструментальных блоках (на продольном и на поперечном суппорте) (рис. 9, вариант III);

Рис. 7. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов при обработке на универсальных станках

- комбинированная настройка инструментов (рис. 8, вариант II, III, рис. 9 вариант II, III).

Рис. 8. Пример выполнения иллюстрации, и записи переходов при обработке на револьверных и многорезцовых токарных полуавтоматах: I, II, III - возможные варианты настройки инструмента

3) Обработка на многошпиндельных и одношпиндельных токарных

прутковых автоматах. В качестве заготовки на станках данной группы используются прутки. Перед установкой на станок их предварительно подвергают очистке, правке и обтачивают фаски на торцах прутков с целью их беспрепятственного продвижения через шпиндельный блок станка.

Рис. 9. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов при обработке на многошпиндельных и многорезцовых полуавтоматах: I, II, III - возможные варианты настройки инструмента

На второй позиции необходимо подготовить чистовую технологическую базу - обточить торец прутка.

Возможные варианты настройки режущих инструментов на многошпиндельных и одношпиндельных токарных прутковых автоматах аналогичны способам, описанным для револьверных, многорезцовых и многошпиндельных токарных полуавтоматов, а также представлены на рис. 10.

4) Обработка фасонным инструментом. При обработке фасонными инструментами один технологический размер должен определить положение режущего инструмента относительно технологической базы. Остальные технологические размеры должны быть указаны в соответствие с чертежом детали и должны быть полностью идентичны конструкторским размерами самого режущего инструмента (рис. 11).

5) Обработка на станках с ЧПУ. Способ указания технологических размеров при обработке на станках с чпу определяется методом задания координат опорных точек - в абсолютных размерах или в приращении (рис. 12).

Опорная точка траектории перемещения инструмента - точка, в которой происходит изменение закона перемещения инструмента и (или) изменение технологических режимов.

Рис. 10. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов при обработке на многошпиндельных и одношпиндельных прутковых автоматах: I, II - возможные варианты настройки инструмента

Абсолютный размер - способ задания координат опорных точек траектории перемещения инструмента относительно начала отсчета в принятой системе координат (как правило, относительно ноля детали).

Размеры в приращении - способ задания координат опорных точек траектории перемещения инструмента от его предыдущего положения (опорной точки).

6) При обработке «на проход» изменения линейных размеров не происходит, поэтому технологические размеры на иллюстрациях и наладках не указывают.

Рис. 11. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов при обработке фасонным резцом: I, II - возможные варианты настройки инструмента

Рис. 12. Пример выполнения иллюстрации и записи переходов при обработке на станке с ЧПУ: I, II - возможные варианты настройки инструмента



3 Технологическое обеспечение технических требований чертежа

Качество поверхностного слоя деталей обуславливается свойствами обрабатываемого металла и выбором метода механической обработки. Каждому методу обработки соответствует определенный диапазон квалитетов точности выполняемых размеров, степень точности формы поверхности детали, параметров шероховатости поверхности и глубины дефектного слоя.

Качество поверхностного слоя заготовок существенно отличается от качества поверхностного слоя деталей, которое, в свою очередь, определяется в зависимости от служебных свойств деталей и условий их эксплуатации.

При выборе метода чистовой обработки поверхностей деталей необходимо учитывать требуемое качество поверхностного слоя и в соответствии с этим назначать количество технологических переходов. При этом следует учитывать, что точность на каждом последующем переходе обработки данной элементарной поверхности обычно повышается на 1…3 квалитета и 1…3 ступени точности формы на черновых переходах на 1…2 квалитета точности размера и 1…2 ступени точности формы на чистовых переходах шероховатость поверхности уменьшается в 2…5 раз в зависимости от метода обработки.

Анализ требований точности, шероховатости и состояния поверхностного слоя деталей проводится в следующей последовательности:

В соответствии с заданными квалитетами точности обработки и допуском формы элементарных поверхностей по табл. П. 3.1 определяется минимальное значение шероховатости поверхностей. Минимальное значение шероховатости поверхности должно быть равно или быть больше значения шероховатости, указанного на чертеже детали. Если данное условие не выполняется, то необходимо откорректировать чертеж.

Для принятого метода обработки и в соответствии с требованиями к шероховатости поверхности по табл. П. 3.2 - 3.4 определяется количество переходов, необходимых для обеспечения этих требований.

Если деталь подвергается гальваническому или другому виду защитных покрытий, то по табл. П. 3.5, 3.6 определяют шероховатость элементарной поверхности до нанесения покрытия и корректируют количество переходов обработки элементарной поверхности.

Для принятого метода обработки и в соответствии с требованиями к точности обрабатываемой поверхности по табл. П. 3.2 - 3.4 определяют количество переходов, необходимое для обеспечения квалитета точности элементарной поверхности.

Для принятого метода обработки определяют достигнутую глубину дефектного слоя по табл. П. 3.6.

В том случае если на чертеже детали указана глубина упрочнения поверхностного слоя, необходимо выбрать метод упрочнения, обеспечивающий требуемую глубину упрочнения.

9. Устанавливают количество переходов необходимое для обеспечения требований величины шероховатости и квалитета точности обработки элементарной поверхности, глубины дефектного слоя или упрочнения.

Бывают случаи, когда количество назначенных технологических переходов выбранного метода обработки поверхности, с учетом обеспечения ее требуемой точности, не обеспечивает требуемой величины шероховатости поверхности или глубины дефектного слоя. В этом случае необходимо пересмотреть количество технологических переходов в сторону их увеличения, чтобы обеспечить требуемый параметр шероховатости или использовать иной метод обработки поверхности, обеспечивающий выполнение требований к качеству поверхностного слоя, точности выполнения размеров детали в соответствии с ее чертежом.

Технические требования, предъявляемые к детали, можно условно разделить на группы:

1) требования к точности взаимного расположения поверхностей и конструктивных элементов детали;

2) требования к точности формы поверхностей;

3) требования к материалу детали (марка, заменители марки материала, твердость и т.д.);

4) требования к организации изготовления детали (проведение операций очистки, контроля, испытаний, маркирования, клеймения, нанесения покрытий, термической обработки и т.п.);

5) прочие требования.

Требования к точности взаимного расположения поверхностей и конструктивных элементов детали (рис. 13) обеспечиваются правильным выбором технологических баз. При этом возможны два технологических решения.

1. Поверхности, к которым заданы требования к точности взаимного расположения (соосность, параллельность, перпендикулярность, биение и т.д.), следует обрабатывать на одной операции с одного установа последовательно или параллельно.

2. Поверхности, к которым заданы требования к точности взаимного расположения (соосность, параллельность, перпендикулярность, биение и т.д.) возможно обработать и на различных операциях или на одной операции, но на разных установах.

В этом случае при обработке поверхностей, к которым заданы требования точности взаимного расположения, в качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые являются конструкторскими базами или относительно которых заданы эти требования.

Рис. 13. Примеры требований взаимного положения поверхностей

Требования к точности формы поверхностей деталей обеспечиваются, в основном, за счет

применения средств технологического оснащения соответствующей точности и жесткости;

правильного выбора схемы базирования и закрепления детали;

снижения остаточных напряжений в детали;

снижения температурных деформаций технологической системы;

снижения погрешностей, связанных с изготовлением, износом, настройкой режущего и вспомогательного (например, копиров) инструмента и др.

Более подробно влияние указанных, а также других факторов, на точность формы поверхностей обрабатываемых деталей рассмотрены в 1, 18, 20, 27, 32, 33.

Наличие требований к организации изготовления детали предполагает введение в технологический процесс дополнительных операций очистки, контроля, испытаний, маркирования, клеймения, нанесения покрытий, термической обработки и т.п.



4 базирование и базы в машиностроении

4.1 ВИДЫ БАЗ

Виды баз, термины и определения, основы теории базирования, рекомендации по выбору технологических баз подробно рассмотрены в 1, 4, 14, 18, 19, 30, 31, 32, 33.

Требуемое положение заготовки в рабочей зоне станка достигается в процессе ее установки. Процесс установки включает базирование и закрепление.

Базирование - 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.

Согласно теоретической механике, требуемое положение или движение твердого тела относительно выбранной системы координат достигается наложением геометрических или кинематических связей.

Рис. 14. Схема базирования призматической детали: 1…6 - двухсторонние связи

При наложении геометрических связей тело лишается трех перемещений вдоль осей ОХ (связь № 6), ОУ (связи № 4 и № 5), OZ (связи № 1, № 2 и № 3) и трех поворотов вокруг этих осей (связи № 1, № 2 и № 3 - вокруг осей OX и OY и связи № 4 и № 5 - вокруг оси OZ), то есть тело становится неподвижным в системе ОХУZ.

Наложение двусторонних геометрических связей достигается соприкосновением поверхностей тела с поверхностями других тел, к которым оно присоединяется, и приложением сил или моментов для обеспечения контакта между ними.

База - поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования (рис. 15-18).

Шесть связей, лишающих тело движения в шести направлениях, могут быть созданы контактом соединяемых тел в шести точках. В случае идеализации формы поверхностей считается, что наложение необходимых связей достигается контактом тел по поверхностям, а наличие связей символизируется опорными точками.

Опорная точка - символ одной из связей заготовки или изделия с избранной системой координат (рис. 19).

Для обеспечения неподвижности заготовки или изделия в избранной системе координат на них необходимо наложить 6 двусторонних геометрических связей, для создания которых необходим комплект баз. Если, в соответствии со служебным назначением, изделие должно иметь определенное число степеней свободы, то соответствующее число связей снимается.

Рис. 15. База - поверхность: 1 - база; 2 - деталь

Рис. 16. База - сочетание поверхностей: 1 - база; 2 - деталь

Рис. 17. База - ось: 1 - база; 2 - деталь; 3 - губки самоцентрирующих тисков

Рис. 18. База - точка: 1 - база; 2 - деталь; 3 - подпружиненный центрирующий конус приспособления

а) б)

Рис. 19. Условное изображение опорных точек: а) - на виде спереди и сбоку; б) - на виде сверху

Комплект баз - совокупность трех баз, образующих систему координат заготовки или изделия.

Схема базирования - схема расположения опорных точек на базах заготовки или изделия.

Все опорные точки на схеме базирования изображают условными знаками (рис. 19) и номеруют порядковыми номерами, начиная с базы, на которой располагается наибольшее количество опорных точек.

При наложении в какой-либо проекции одной опорной точки на другую, изображается одна точка и около нее в скобках) проставляют номера совмещенных точек.

Число проекций заготовки или изделия на схеме базирования должно быть достаточным для четкого представления о размещении опорных точек.

Рис. 20. Схема базирования призматической детали: I, II, III - базы детали; 1…6 - опорные точки

Все многообразие поверхностей деталей подразделяют на четыре вида:

1) исполнительные поверхности - поверхности, при помощи которых деталь выполняет свое служебное назначение;

2) основные базы - поверхности, при помощи которых определяется положение данной детали в изделии;

3) вспомогательные базы - поверхности, при помощи которых определяется положение присоединяемых деталей относительно данной;

4) свободные поверхности - поверхности, не соприкасаемые с поверхностями других деталей.

Конструкторская база - база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Основная база - конструкторская база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения ее положения в изделии (рис. 21).

Вспомогательная база - конструкторская база, принадлежащая данной детали или сборочной единице и используемая для определения положения присоединяемого к ним изделия (рис. 22).

Рис. 21. Комплект основных баз шестерни: I, II, III - комплект баз

Рис. 22. Комплект вспомогательных баз вала со шпонкой: I, II, III - комплект баз

Технологическая база - база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта (рис. 23).

Измерительная база - база, используемая для определения относительного положения заготовки или изделия и средств измерения (рис. 24).

перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

Направляющая база - база, лишающая заготовку или изделие двух степеней свободы - перемещения вдоль одной координатной оси и поворота вокруг другой оси (рис. 25).

...