Возможности методов обработки по обеспечению точности зубьев и параметров качества их рабочих поверхностей

Возможности методов обработки по обеспечению точности шлицев и параметров качества их рабочих поверхностей

Возможности методов обработки по обеспечению точности зубьев и параметров качества их рабочих поверхностей

Метод обработки Квали-тет Параметры качества поверхностного слоя детали
Hmax, мкм, на 1000 мм Wz, мкм Smw, мм Ra,мкм Rp,мкм Sm,мм S,мм ±Ϭост, МПа h0, мм uв, % hм, мм
Зубонарезание: модульными фрезами червячными фрезами долбяками   9…11 8…9 7…8   20…100 15…60 10…40   10…50 5…50 5…30   2,5…10 0,8…5,0 0,8…3,0   8,0…16 3,2…8,0 20…4,0   20…50 8,0…25 5,0…12   1,25…5,0 0,32…1,6 0,2…1,25   1,0…5,0 0,2…1,6 0,125…1,25   100…300 150…200 150…350   0,02…0,2 0,02…0,1 0,4…0,3   10…40 10…40 20…50   0,1…0,2 0,05…0,15 0,1…0,25
Протягивание 6…7 5…20 31…20 0,8…4,0 0,8…1,6 2,0…5,0 0,08…20 0,05…2,0 200…300 0,1…0,3 10…40 0,1…0,6
Накатывание 8…9 10…80 10…50 0,8…8,0 0,8…2,0 1,8…6,0 0,08…5,0 0,063…5,0 250…500 0,5…2,0 50…70 0,5…4,0
Шевингование 5…6 5…15 2…10 0,8…4,0 0,6…1,25 1,5…3,6 0,125…0,5 0,08…0,5 150…250 0,01…0,1 10…40 0,05…0,15
Шлифование 5…6 3…10 1,5…10 0,8…3,0 0,32…1,25 0,9…4,0 0,04…0,1 0,026…0,063 200…400 0,1…0,2 0…30 0,03…0,05
Обкатывание 5…6 3…8 3…10 0,8…5,0 0,32…1,0 0,63…3,0 0,063…2,0 0,032…2,0 200…400 0,1…1,0 30…70 0,3…2,0
Притирка   2…5 2…3 0,3…2,0 0,1…0,25 0,15…0,6 0,032…0,5 0,02…0,5 100…150 0,02…0,1 10…20 0,05…0,1

См. примечания к табл. 4.1.

 

Метод обработки Параметры качества поверхностного слоя детали
Hmax, мкм, на 1000 мм Wz, мкм Smw, мм Ra,мкм Rp,мкм Sm,мм S,мм ±Ϭост, МПа h0, мм uв, % hм, мм
Шлицефрезерование: черновое чистовое   30…100 10…40   15…60 5…20   2,0…10 0,8…6,0   4,0…10 1,25…4,0   10…50 3,0…12,0   1,0…5,0 0,1…2,0   1,0…5,0 0,05…2,0   150…300 100…250   0,02…0,2 0,02…0,1   10…40 10…30   0,1…0,2 0,05…0,15
Шлицестрогание 10…30 5…20 0,8…3,0 1,0…2,5 2,5…8,0 0,08…2,5 0,05…2,5 150…250 0,04…0,2 20…40 0,1…0,2
Шлицепротягивание 5…20 3…15 0,8…4,0 0,8…1,6 2,5…5,0 0,08…2,0 0,05…2,0 200…300 0,1…0,3 10…40 0,1…0,6
Шлифование шлицев: черновое чистовое 8…12 4…10 5…20 1,5…6 0,8…5,0 0,8…3,0 1,6…3,2 0,4…1,25 4,0…10 1,0…4,0 0,1…0,32 0,032…0,10 0,063…0,25 0,016…0,063 200…400 200…300 0,1…0,2 0,05…0,1 0…30 0…20 0,03…0,05 0,02…0,04
Накатывание шлицев 10…80 10…85 0,8…8,0 0,8…1,0 2,0…3,0 0,08…5,0 0,063…5,0 250…500 0,5…2,0 50…80 0,5…4,0
Обкатывание шлицев 3…80 3…10 0,8…5,0 0,32…1,0 0,8…3,0 0,063…2,0 0,032…1,25 200…400 0,1…1,0 30…70 0,3…2,0

См. примечания к табл. 4.1.

Метод обработки Степень точности Параметры качества поверхностного слоя детали
Hmax, мкм, на 1000 мм Wz, мкм Smw, мм Ra,мкм Rp,мкм Sm,мм S,мм ±Ϭост, МПа h0, мм uв, % hм, мм
Нарезание резцами, гребенками, резцовыми головками 2,3 3…10 3…20 0,8…3,0 1,6…4,0 4,0…12 0,08…0,25 0,032…0,16 150…250 0,02…0,1 10…30 0,05…0,15
Нарезание метчиками, плашками 4…12 2…15 0,8…2,5 1,25…3,2 3,0…10 0,063…0,2 0,025…0,125 200…300 0,02…0,15 10…40 0,05…0,2
Шлифование резьбы 1,2 2…8 2…12 0,8…5 0,63…1,25 1,5…4,0 0,02…0,1 0,01…0,08 150…200 0,02…0,08 0…30 0,05…0,15
Накатывание, раскатывание 1,2 2…6 4…12 0,8…6,0 0,8…2,5 1,6…7,0 0,063…0,15 0,025…0,1 200…400 0,04…0,2 50…80 0,1…1,0

См. примечания к табл. 4.1.


Расчет условий обработки для каждого из выбранных методов, которые обеспечи­вают назначенные конструктором параметры состояния поверхности и точность разме­ров, производится в блоке 5. На данном этапе заданные конструктором параметры каче­ства деталей являются функцией, а искомые условия обработки - аргументом. Таким образом, стоит задача описания аргумента по заданной функции. В общем случае одни и те же значения аргумента должны удовлетворять нескольким функциям, так как стоит задача технологического обеспечения системы параметров качества деталей. Конечно, если требуется обеспечить только один параметр качества (например, Ra), то задача су­щественно упрощается.

Эту задачу можно упростить, если использовать уравнения взаимной связи пара­метров качества поверхности, основанной на их коррелированности для каждого метода обработки и привести их к одной характеристике или применить комплексный параметр, в частности Сх. Возможности некоторых методов обработки в обеспечении этого пара­метра приведены в табл. 4.8. Осложнения при решении возникают и в связи с тем, что условия обработки могут изменяться только в заданной области изменения факторов, которая выбирается вместе с соответствующими зависимостями в блоке 4. Это указыва­ет на то, что совместное решение системы уравнений, связывающих требуемые пара­метры качества поверхностного слоя и точность размеров с условиями конкретного ме­тода обработки, из-за ряда ограничений представляет определенную трудность, а в неко­торых случаях такого решения может и не быть. Поиск совместного решения сущест­венно облегчается тем, что требуемые параметры качества поверхностей и размеры де­талей машин задаются конструктором вместе с допустимыми границами их изменения, которые рассчитываются в блоке 6 структурной схемы на рис. 4.6. Чем шире эти грани­цы, тем легче технологу решить свою задачу.

Экономически целесообразнее применить метод обработки, имеющий наименьшую технологическую себестоимость, поэтому в блоке 7 рассчитывается технологическая себе­стоимость методов обработки, которые обеспечивают заданные параметры качества по­верхностного слоя и точность размеров деталей при рассчитанных условиях обработки.

После проведения расчетов для всех возможных методов обработки, выбранных в блоке 3, в блоке 8 осуществляется окончательный выбор метода обработки конкретной поверхности, обеспечивающего получение параметров ее качества и точность размера в допустимых пределах и имеющего минимальную себестоимость.

Следует отметить, что технологические расчеты, начиная с блока 3, являются формализованными и могут осуществляться на ЭВМ после выбора соответствующих вы­числительных методов и разработки программ. При этом можно воспользоваться уже существующими САПР ТП.

В ответственных случаях при назначении методов окончательной обработки дета­лей машин следует учитывать их надежность и технологическую наследственность в обеспечении параметров качества поверхностного слоя деталей машин. Технологиче­ские исследования, проведенные в БГТУ, показали, что наивысшей надежностью в обеспечении параметров шероховатости обладает лезвийная обработка, параметров вол­нистости - электрофизическая обработка, макроотклонения - алмазно-абразивная, физи­ко-химических свойств - отделочно-упрочняющая обработка ППД.

4.8. Значения параметра Cx для различных методов чистовой обработки

Метод обработки Сх
Торцовое фрезерование: чистовое тонкое   2,4…0,80 1,3…0,55
Плоское шлифование: чистовое тонкое   2,3…0,70 1,2…0,40
Накатывание 0,9…0,08
Обтачивание: чистовое тонкое   2,1…0,68 1,0…0,45
Круглое шлифование: чистовое тонкое   2,2…0,75 1,2…0,50
Суперфиниширование 1,0…0,30
Полирование 0,9…0,10
Накатывание 0,8…0,07
Растачивание: чистовое тонкое   2,2…0,71 1,2…0,65
Внутреннее шлифование: чистовое тонкое   2,3…0,80 1,4…0,60
Хонингование 1,2…0,40
Раскатывание 0,8…0,08

Явление технологической наследственности в качестве поверхностного слоя доста­точно хорошо проявляется из анализа теоретических зависимостей по расчету различ­ных параметров (глава 3). Качественная картина технологического наследования пара­метров качества поверхностного слоя деталей при лезвийной и отделочно-упрочняющей обработке ППД приведена на рис. 4.7.

 

Степень влияния исходного качества поверхностного слоя деталей машин и отдельных его параметров на параметры Rz, Wz и U приведена на рис. 4.8 и 4.9. Их анализ показывает, что технологическое наследование по качеству поверхностного слоя деталей в значительной мере проявляется при наибольших значениях исходных параметров и особенно при обработке ППД. Так, формируемая шероховатость при обработке ППД на 58,1 % зависит от ее исходной величины и на 12,5 % от поверхностной твердости при максимальных их значениях, в то время как при лезвийной обработке, соответственно, на 11,8 и 4,5%.