Точность и качество отдельных поверхностей детали формируются в результате последовательного применения нескольких методов обработки. Число этапов обработки зависит от требований точности и шероховатости поверхностей детали, точности исходной заготовки, необходимости проведения термической обработки.
При назначении маршрута обработки поверхностей необходимо руководствоваться тем, что каждый последующий метод обработки должен обеспечивать более высокую точность обработки, чем предыдущий, отклонение промежуточного размера поверхности и качество поверхностного слоя, полученные на смежном предыдущем этапе обработки, должны находиться в пределах, допускающих применение намечаемого последующего метода обработки.
Выбор маршрута рекомендуется проводить в следующей последовательности: сначала устанавливается метод окончательной обработки, затем в зависимости от выбранного метода получения заготовки устанавливается начальный метод обработки в маршруте, после этого назначаются промежуточные методы обработки. Технологические показатели, достигаемые при различных методах обработки, приведены в приложении П.3.
Число вариантов маршрута обработки рассматриваемой поверхности может быть значительным. Но все варианты различны по эффективности (производительности и себестоимости). Маршрут выбирается приближенно на основании оценки трудоёмкости по суммарному основному времени обработки, которое можно определить по приближённым формулам, приведённым в [7].
Число рассматриваемых вариантов маршрута может быть уменьшено с учётом некоторых обстоятельств:
- возможность обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов (снижение погрешности обработки и вспомогательного времени на переустановку заготовки);
- ограничение применения некоторых методов обработки из-за недостаточной жёсткости и конфигурации детали;
- необходимость обработки данной поверхности совместно с другими поверхностями заготовки (для достижения большей точности их взаимного расположения);
- ограничение по стабильности точности выдерживаемых размеров в условиях крупносерийного и массового производства (например, развёртывание отверстий обеспечивает более стабильную точность диаметральных размеров, чем растачивание);
- необходимость обеспечения заданной производительности.
Термическая обработка вносит ограничения на использование лезвийных инструментов при окончательной обработке (кроме, в ряде случаев, инструментов из синтетических сверхтвёрдых материалов (ССТМ) и режущей керамики).
Методы обработки отдельных элементарных поверхностей детали выбира-ют на основе требований рабочего чертежа детали и принятой исходной заго-товки.
Начальный метод обработки определяется видом исходной заготовки, а конечный метод обработки - техническими требованиями, предъявляемыми к готовой детали. Если исходная заготовка грубая, то приходится сначала приме-нять черновую обработку.
Вариантов построения маршрута обработки отдельных элементарных по-верхностей детали может быть очень много. Количество этих вариантов можно значительно сократить, учитывая практические соображения.
В справочной и методической литературе по технологии машиностроения даются рекомендации по типовым технологическим маршрутам для определён-ных поверхностей деталей при различных требованиях точности размеров и шероховатости поверхности.
При построении маршрута обработки каждой поверхности детали нужно исходить из следующего правила: каждый последующий метод обработки дол-жен быть точнее предыдущего и должен устранить погрешности предыдущего метода обработки. Обычно каждый последующий метод обработки поверхности повышает точность размеров на 1 … 3 квалитета точности по сравнению с предыдущей обработкой.
Выбранные варианты маршрутов обработки всех поверхностей детали за-писывают в форме таблицы (табл. 4.31).
Таблица 4.31
Маршруты обработки поверхностей детали
| Наименование обрабатываемой поверхности и маршрут её обработки | Точность раз- мера (квалитет) | Шерохова- тость Ra, мкм |
| 1. Отверстие Ø 50 Н8 1) Растачивание однократное 2) Развёртывание точное | 2,5 2,5 | |
| 2. Торец Ø 60 в размер 80- 0,3 Подрезание однократное | ||
| 3..………………………. ………………………….. ………………………….. | ….. ….. ….. | ….. ….. ….. |
ПРИМЕР:
Назначить маршрут обработки отверстия гильзы гидроцилиндра Ǿ63Н7, Ra 0,8 мкм. Заготовка получена центробежным литьём, точность отверстия по 14 квалитету, Rz 40 мкм., материал - сталь 45Л. Деталь подвергается термообработке до твердости HRCэ 40 … 45.
В качестве окончательной обработки, обеспечивающей требуемую точность и шероховатость поверхности, можно назначить:
- тонкое развёртывание (IT7, Ra 0,63 мкм);
- тонкое растачивание (IT6...IT7, Ra 0,63 мкм);
- чистовое шлифование (IT6...IT7, Ra 0,63 мкм).
В качестве предварительной обработки:
-черновое зенкерование (IT 12, R310mkm);
-черновое растачивание (1Т12, Ra10мкм).
В качестве промежуточной обработки:
- чистовое зенкерование (IT9, Ra 2,5 мкм);
- чистовое растачивание (1Т9, Ra 2,5 мкм);
-предварительное шлифование (IT8...IT9, Ra 1,25 мкм).
Так как перед окончательной обработкой проводится закалка детали, окончательное развёртывание из рассмотрения исключаем. Закалённую поверхность можно обработать тонким растачиванием резцом из композита эльбор-Р (композит 01), что обеспечивает более высокую производительность, чем при чистовом шлифовании, и лучшее качество поверхностного слоя (сжимающие напряжения, отсутствие прижогов).
На предварительном этапе более рационально черновое растачивание, так как при черновом зенкеровании литого отверстия смещение его оси не устраняется.
На промежуточном этапе с целью снижения номенклатуры применяя-емого инструмента рациональнее назначить чистовое растачивание.
Таким образом на основе проведённого анализа выбираем маршрут обработки отверстия Ǿ63Н7: черновое растачивание -чистовое растачивание - тонкое растачивание.
В литературе по технологии машиностроения [5, 41, 46] рекомендуются типовые технологические маршруты для обработки поверхностей при различных требованиях точности и шероховатости.
В таблицах 4.1 и 4.2 представлены сведения по точности обработки наружных и внутренних цилиндрических поверхностей деталей, составленные А.Г. Косиловой и Р.К. Мещеряковым [19].
----------------------------------------------------------------------------
Таблица 4.32
Точность обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей
| Метод обработки поверхности | Стадия обработ- ки поверхности | Параметр шеро-ховатости по- верхности Ra, мкм | Точность размера (квалитет) |
| Обтачивание | черновое | 6,3… 50 | |
| получистовое или однократное | 1,6… 25 | ||
| чистовое | 0,4… 6,3 | ||
| тонкое | 0,2… 1,6 | ||
| Шлифование | предварительное | 0,4...6,3 | |
| чистовое | 0,2… 3,2 | ||
| тонкое | 0,1 … 1,6 | ||
| Притирка, суперфиниш | однократная | 0,1…0,8 | |
| Обкатывание, алмазное выглаживание | однократное | 0,05… 0,8 |
Примечания:
1. Приведённые в таблице данные относятся к деталям из стали. Для деталей из чугуна или цветных сплавов допуски на размер и допуски формы можно принимать соответственно на один квалитет и одну степень точнее.
2. Допуски на размер и допуски формы действительны для поверхностей с l < 2 d. При l = (2 … 10) d допуски принимают соответственно на один – два квалитета и одну – две степени точности формы грубее.
3. Допуски формы (цилиндричности, круглости и профиля продольного сечения) указаны для уровней относительной геометрической точности С – В – А (С – высокий, В – повышенный, А – нормальный).
Таблица 4.33
Точность обработки цилиндрических отверстий деталей
| Метод обра- ботки поверх- носности | Стадия обработки поверхности | Параметр шеро-ховатости повер- хности Ra, мкм | Точность размера (квалитет) | |
| Сверление и рассверливание | однократное | 0,8… 25 | ||
| Зенкерование | черновое | 6,3… 25 | ||
| однократное литого или прошитого отверстия; чистовое после чер- нового или сверления | 0,4… 25 | |||
| Развёртывание | нормальное | 0,8… 12,5 | ||
| точное | 0,4 … 6,3 | |||
| тонкое | 0,1… 3,2 | |||
| Протягивание | черновое литого или прошитого отверстия | 0,8… 12,5 | ||
| чистовое после чер- нового или после сверления | 0,2… 6,3 | |||
| . Окончание табл. 4.33 | ||||
| Растачивание | черновое | 1,6… 25 | ||
| чистовое | 0,4… 6,3 | |||
| тонкое | 0,16… 3,2 | |||
| Шлифование | предварительное | 0,4 … 6,3 | ||
| чистовое | 0,2… 3,2 | |||
| тонкое | 0,1… 1,6 | |||
Примечание. См. примечания к табл. 4.1.
В таблицах 4.3…4.6 представлены сведения по точности расположения осей отверстий деталей после растачивания, сверления, зенкерования и развёртывания, [19].
Таблица 4.34
Точность расположения осей отверстий после растачивания
| Станки | Методы координаци инструмента | Отклонение межосевого расстояния, мкм |
| Токарные | Перемещением салазок на угольнике | 100… 300 |
| Горизонтально- расточные | По шкале с нониусом | 200… 400 |
| По концевым мерам | 50… 100 | |
| По индикаторному упору | 40… 80 | |
| По кондуктору | 50… 100 | |
| При программном управле- нии установкой координат | 25… 60 | |
| Координатно-расточные | По оптическим приборам | 4… 20 |
| Алмазно-расточные | – | 10… 50 |
| Агрегатно-расточные многошпиндельные | С направлением борштанг | 25… 70 |
| Без направления инструмента (при вылете инструмента l ≤ (3… 4) d | 50… 100 |
Таблица 4.35
Точность расположения осей отверстий после развёртывания
| Параметр | Диаметр отверстия, мм | Допуски расположения осей отверстий (мм) при точности кондукторной втулки | ||
| повышенная | высокая | |||
| Смещение оси отверстия относительно оси постоянной кондукторной втулки | До 18 Св. 18 до 30 Св. 30 до 50 Св. 50 до 80 | 0,042 0,047 0,052 0,018 | 0,038 0,045 0,049 0,016 | |
| Смещение оси отверстия относительно технологических баз (без учёта погрешности базирования заготовки) | До 18 Св. 18 до 30 Св. 30 до 50 Св. 50 до 80 | 0,070 0,074 0,079 0,053 | 0,066 0,072 0,076 0,052 | |
| Расстояние между осями двух отверстий, обработанных одновременно на одной позиции автоматической линии | До 18 Св. 18 до 30 Св. 30 до 50 Св. 50 до 80 | 0,070 0,076 0,092 0,039 | 0,067 0,069 0,087 0,036 | |
Примечание. При сверлении и развёртывании отверстий комбинированным инструментом точность расположения осей отверстий соответствует точности зенкерования (см. табл. 4.5).
В таблице 4.36 представлены сведения по точности размеров и шероховатости плоскостей при разных методах обработки, составленные А. Г. Сусловым и А. М. Дальским [46]
Таблица 4.36
Точность размеров и шероховатость плоскостей деталей
| Метод обработки плоскости | Вид обработки плоскости | Параметр шероховатости поверхности Ra, мкм | Квалитет допуска размера |
| Фрезерование торцовое | черновое | 4,0… 16 | 12… 14 |
| чистовое | 1,0… 4,0 | 9… 11 | |
| тонкое | 0,32…. 1,25 | 6… 8 | |
| Фрезерование цилиндрическое | черновое | 3,2… 10 | 12… 14 |
| чистовое | 0,8… 3,2 | 9… 11 | |
| тонкое | 0,20… 1,6 | 6… 8 | |
| Строгание | черновое | 6,4… 40 | 12… 14 |
| чистовое | 1,0.. 6,3 | 9… 11 | |
| тонкое | 0,32… 1,6 | 6.. 8 | |
| Точение торцовое | черновое | 6,4… 32 | 12… 13 |
| чистовое | 1,6… 6,4 | 9… 11 | |
| тонкое | 0,32… 1,6 | 6… 8 | |
| Шлифование | черновое | 1,6… 4,0 | 8.. 9 |
| чистовое | 0,32… 1,6 | 6… 7 | |
| тонкое | 0,080… 0,32 | 5… 6 | |
| Протягивание | черновое | 1,0… 3,2 | 7… 8 |
| чистовое | 0,32… 1,25 | 5… 6 | |
| Шабрение | черновое | 2,5… 8,0 | 7… 8 |
| чистовое | 0,63… 2,5 | 5… 6 | |
| тонкое | 0,10… 0,8 | 4… 5 | |
| Суперфиниширо-вание | обычное | 0,05… 0,32 | 5… 6 |
| плосковер-шинное | 0,10… 1,25 | 6… 8 | |
| Притирка | обычная | 0,02… 0,10 | 4… 6 |
| плосковер-шинная | 0,02… 0,40 | 5… 7 | |
| Накатывание роликами и шариковыми головками | черновое | 0,63… 2,5 | 8… 10 |
| чистовое | 0,10… 0,83 | 5… 7 | |
| Вибронакатывание | 0,16… 2,5 | 5… 10 |
Примечания:
1. Данные таблицы относятся к деталям из конструкционных сталей.
2. Для деталей из чугуна параметр шероховатости Ra можно брать в 1,5 раза больше табличных значений.
В таблице 4.37 представлены сведения по точности размеров и шероховатости поверхностей зубьев зубчатых колёс при разных методах обработки, составленные А. Г. Сусловым и А. М. Дальским [48].
Таблица 4.37
Точность размеров и шероховатость поверхностей зубьев
зубчатых колёс
| Метод обработки зубьев | Параметр шероховатости поверхности Ra, мкм | Степень точности |
| Зубофрезерование модульными фрезами | 8… 16 | 9… 11 |
| Зубофрезерование червячными фрезами | 3,2… 8 | 8… 9 |
| Зубодолбление | 2,0… 4,0 | 7… 8 |
| Шевингование | 0,60… 1,25 | 5… 6 |
| Шлифование | 0,32… 1,25 | 5… 6 |
| Накатывание | 0,80… 2,0 | 8… 9 |
| Обкатывание | 0,32… 1,00 | 5… 6 |
| Протягивание | 0,80… 1,6 | 6… 7 |
| Притирка | 0,10… 0,25 | |
| Зуботочение | 1,6…3,2 | 7…8 |
| Зубохонингование | 0,25 | 5…6 |
Примечания:
1. Данные таблицы относятся к деталям из конструкционных сталей.
2. Для деталей из чугуна параметр шероховатости Ra можно принимать в 1,5 раза больше табличных значений
В таблице 4.38 представлены сведения по точности размеров и шероховатости поверхности резьбы при разных методах обработки, составленные А.Д. Агеевым и А.Н. Маловым [48].
Таблица 4.38
Точность размеров и шероховатость поверхности резьбы
| Способ образования резьбы | Резьбообразующий инструмент | Параметр шерохова-тости поверхности Ra, мкм | Степень точности | |
| Тип | Состояние рабочей части | |||
| Нарезание | Резец | Шлифованная Доведённая на притире | 0,32… 5,0 0,63… 2,5 | 6… 8 4… 6 |
| Плашка | Нешлифованная Доведённая на специальном притире | 5,0… 10 0,63… 5,0 | 7… 8 | |
| Метчик | Нешлифованная Шлифованная | 5, 0… 10 0,32… 5,0 | 7… 8 4… 6 | |
| Резьбона-резная головка | Нешлифованная Шлифованная | 1,25… 5,0 1,25… 2,5 | 6… 8 4… 6 | |
| Нарезание | Фреза | Нешлифованная Шлифованная | 0,63… 10 0,32… 5,0 | 7… 8 |
| Абразив-ный круг | - | 0,32… 1,25 | ||
| Наружное накатывание нешлифованной заготовки | Плашка и ролик | Нешлифованная Шлифованная | 0,63… 5,0 0,63… 2,5 | 6… 8 |
| Наружное накатывание шлифованной заготовки | Плашка и ролик | Шлифованная | 0,32… 1,25 | |
| Внутреннее накатывание | Метчик-раскатник | Шлифованная | 0,63… 2,5 |
Выбранные варианты маршрутов обработки всех поверхностей детали следует привести в записке в табличной форме (табл.4.39)
Таблица 4.39
Маршрут обработки поверхностей детали
| Наименование поверхности и план ее обработки | Точность размера (квалитет) | Шероховатость поверхности (R z, R a) |
| Отверстие Ǿ 60Н7 (предварительно отлитое) 1. Черновое растачивание 2. Чистовое растачивание 3. Предварительное развертывание 4. Чистовое развертывание | R z 50 R z 30 R z 12,5 R a 0,63 | |
| Поверхность Ǿ50h7 1. Черновое точение 2. Чистовое точение 3. Шлифование (после закалки) | R z 50 R z 25 R a 1,25 |