Место термической обработки в технологическом маршруте.

В процессе изготовления детали операции термической обработки должны быть увязаны с операциями механической обработки. Раз­личают предварительную, промежуточную и окончательную терми­ческую обработку.

Предварительная термическая обработка осуществляется до выполнения операций механической обработки и заключается в отжиге, нормализации или улучшении заготовок. Поковки из конструкционных сталей, отливки и сварные заготовки подвергают операции отжига, что позволяет резко снизить остаточ­ные напряжения в металле и улучшить его обрабатываемость реза­нием. План процесса изготовления детали будет проще, если меха­ническая обработка не прерывается термическими операциями. В связи с этим, если при изготовлении деталей из среднеуглеродистых сталей окончательная термическая обработка заключается в нор­мализации или улучшении, то эти операции выполняют перед механической обработкой. Улучшение осуществляют до твердости не выше HRC 40 (НВ 390), так как при более высокой твердости обработка лезвийным инструментом затруднительна.

Промежуточная т е р мическая обработка применяется после чернового резания и заключается в нормализа­ции стальных деталей и в процессе старения отливок. Нормали­зации подвергают заготовки из малоуглеродистых сталей, в том числе из легированных малоуглеродистых (стали 20Х, 20XН), с целью обеспечения лучшей обрабатываемости при чистовом реза­нии или при обработке методом пластического деформирования (раскатка отверстий и др.). Крупные отливки дли ответственных деталей (например, для станин станков) подвергают после обдироч­ной обработки старению, что обеспечивает снятие остаточных напряжении в металле заготовки.

Окончательная термическая обработка осуществля-ется в виде общей закалки детали или поверхностной закалки. Если окончательная термическая обработка заключается в общей закалке детали до твердости выше НRC40, то эту обра­ботку ведут после чистовой обработки до шлифования. При необ­ходимости цементации с последующей закаткой отдельных поверх­ностей детали применяют предварительное омеднение тех поверх­ностей, которые не подлежат цементации. Для предохранения поверхностей, подлежащих цементации от покрытия слоем меди, на эти поверхности наносят диэлектрики, чаще всего лак.

Проектирование технологических операций.

При проектирова­нии технологической операции выполняют следующие взаимосвя­занные работы: выбирают структуру построения операции механи­ческой обработки; уточняют содержание технологических перехо­дов в операции; выбирают модель станка; выбирают технологиче­скую оснастку; рассчитывают режимы обработки; рассчитывают норму времени; определяют разряд работы; обосновывают эффек­тивность выполнения операции.

Проектирование операции является многовариантной задачей, поэтому оценку возможных вариантов производят на основе технико-экономических расчетов. Проектируя отдельные операции, уточняют технологический маршрут изготовления детали и вносят в него необходимые коррективы.

Структура построения операции обработ­ки. При разработке структуры операций механической обработки необходимо стремиться к достижению наиболее экономичного ва­рианта. Важным фактором, влияющим на себестоимость продукции, является производительность процесса, оцениваемая трудоемкостью единицы продукции, т. е. штучным временем[2]. Как известно, основными составляющими штучного времени являются основное н вспомогательное время. В связи с этим при формировании опе­рации с целью возможного перекрытия элементов основного и вспо­могательного времени рассматривают схемы построения операций, отличающиеся: 1) числом одновременно устанавливаемых загото­вок — одноместные и многоместные схемы; 2) числом участвующих в обработке инструментов — одноинструментная и многоннструментная обработка; 3) порядком использования инструментов — последовательная, параллельная и параллельно-последовательная обработка. Путем различного сочетания перечисленных признаков возможны построения различных схем обработки.

На рис. 6.7 показаны примеры одноместной обработки: а — одноинструментная последовательная обточка ступенчатого вала; б — последовательная обработка несколькими инструментами —

сверление и зенкерование отверстия; в — параллельная многоинструментная обработка — сверление и одновременно наружное точение; г — параллельно-последовательная обработка — выполне­ние фрезерно-центровальной операции в две позиции: на 1-й пози­ции одновременное фрезерование двух торцов, на 2-й позиции — одновременное центрование торцов.

На рис. 6.8 показаны примеры многоместной обработки: а — одноинструментная последовательная обработка — точение ком­плекта колец; б — многоинструментная последовательная обра­ботка — сверление, а затем зенкерование отверстий в комплекте из четырех заготовок; в — многоинструментная параллельная обработка — фрезерование пазов одновременно в двух деталях;

г — многоинструментная параллельно-последовательная обработка на токарном многошпиндельном полуавтомате с круглым поворот­ным столом: 1-я позиция — загрузка и съем заготовки; 2-я пози­ция — одновременное сверление четырех отверстий; 3-я позиция — одновременное зейгерование этих отверстий. В последнем случае для выполнения перехода па 2-й и 3-й позициях применяют само­стоятельные силовые головки с индивидуальным приводом для обеспечения вращения инструмента и подачи. При использовании такого станка вспомогательное время затрачивается на поворот стола в следующую позицию и на подвод и отвод инструментальных головок.

Рис. 6.8

 

Выбор определенной схемы построения операции в значитель­ной мере зависит от программы выпуска и размеров детали. При единичном производстве деталей любых размеров наиболее рациональной будет одноместная одноинструментная последователь­ная обработка, а при серийном и массовом производстве некрупных деталей — многоместная многоинструментная параллельная или параллельно-последовательная обработка.

 

 

[1] Применяя в качестве окончательного перехода протягивание, промежуточную обработку отверстия за ненадобностью следует исключить.

[2] О норме времени и ее расчете см. §4.