Глава I . Обобщенный подход к анализу геометрических и конструктивно-технологических особенностей заготовок
(деталей)
1.1 Обрабатываемая заготовка (деталь) - как комплекс типовых поверхностей.
Современные методы обработки (МО) деталей в машиностроении чрезвычайно разнообразны. Детали сотен тысяч наименований изготавливаются по различным технологическим схемам, на различном оборудовании, с использованием различных приспособлений и инструментов. Разнообразие существующих технологических процессов настолько велико, что даже одинаковые и близкие по конфигурации и размерам детали на разных предприятиях обрабатываются по разным технологическим схемам с трудоёмкостями, отличающимися иногда в десятки и сотни раз. Так, например, трудоёмкость изготовления обычного болта диаметром 12 мм, длиной 50 мм колеблется от 0.02 до 4.95 мин., т.е. в диапазоне 1:247. Трудоёмкость механической обработки шатуна компрессора на одном из заводов составляет 275 мин. при использовании штампованной заготовки и 521 мин. при использовании кованной заготовки, а трудоёмкость обработки шатуна бензинового двигателя на другом заводе составляет 22 мин., или в 12.5 раз меньше.
Такое многообразие технологических решений объясняется различным уровнем технического развития предприятия, применением различного оборудования и оснастки для обработки однотипных деталей, а также различной программой выпуска отдельными предприятиями. Помимо перечисленных, существенной причиной, влияющей на разнообразие технологических решений, является недостаточная разработанность решения задач оптимизации и оценки уровня ТП, недостаточная разработка и обоснование общих положений, определяющих построение ТП, выбор МО различных поверхностей (типовых поверхностей) и в целом детали, недостаточная типизация ТП. Многообразие технологических схем обработки с привлечением соответствующих МО будет сокращено, а экономичность повышена, если выбор МО и проектирование ТП изготовления деталей будет осуществляться с учетом общих принципов, в т.ч. типизации процессов обработки деталей самых разнообразных машин, базирующихся на технологической классификации деталей и их основных элементов - типовых поверхностей. К числу наиболее существенных признаков формы детали следует отнести типовые поверхности, определяющие в совокупности любую деталь (заготовку) как бы не сложна была её форма. В действительности, рассматривая конструктивные формы всего многообразия деталей можно отметить, что каждая из них представляет взаимосвязанное сочетание геометрических образов в виде типовых поверхностей: плоских, цилиндрических, конических, фасонных и т.п.
Таким образом, в числе общих положений типизации ТП следует учитывать и такой приём, как дифференцированный подход к выбору МО типовых поверхностей детали.
Располагая данными о возможностях того или иного МО можно находить оптимальные решения обработки соответствующей поверхности детали (заготовки), а на основе оптимальных решений обработки отдельных поверхностей можно разработать оптимальный ТП с точки зрения выбора МО. Несомненно - это должно быть взаимосвязанное решение, а не простое суммирование обработки отдельных поверхностей. Оно должно осуществляться в определенной последовательности с учётом базирования на различных операциях и связи рассматриваемой (обрабатываемой) поверхности с формой детали.
Уместно при этом учитывать рекомендации А.П. Соколовского и Ф.С. Демьянюка о недопустимости типизации ТП на основе расчленения процессов на отдельные поверхности вне связи этих поверхностей с общей конфигурацией детали (заготовки).
1.2 Классификация типовых поверхностей деталей.
Классификацию типовых поверхностей деталей следует осуществлять с учётом общих требований к разработке ТП. А.П. Соколовский считает, что ТП обработки детали (заготовки) определяется: формой (конфигурацией), точностью обработки и качеством обработанной поверхности, материалом детали, размерами, объёмами общего производственного задания и общей производственной обстановки, куда входят: наличный парк оборудования, наличие инструментальной базы, расположение оборудования, схема организации производства [ФС]. Соответственно ТП (как совокупность МО) типовых поверхностей детали также должен учитывать перечисленные выше условия (требования, данные и т.п.). Однако, применительно к типовой поверхности перечень определяющих факторов может быть несколько сужен. Наиболее существенные показатели для типовой поверхности с точки зрения выбора МО могут быть названы следующие: форма (вид) поверхности, точность и качество поверхности, вид материала детали (заготовки).
Размерность детали оказывает существенное влияние на характер оборудования и в меньшей мере на МО. Детали одинаковой формы, но различных размеров, имеют сходные процессы обработки (МО), однако при весьма значительной разнице в размерах различие в МО может стать более заметным. Например, обработка коленчатого вала бензинового двигателя весом около 50 кг и коленчатого вала фреонового компрессора домашнего холодильника будет иметь различия в МО поверхностей названных деталей. Однако различия будут в большей мере относиться к типам изменяемого оборудования (а не МО) и трудоёмкости изготовления.
В этой связи рассматриваются следующие виды типовых поверхностей: плоские, цилиндрические, конические, внутренние и наружные, фасонные, торцовые. Фасонные поверхности охватывают следующие их виды: сферические, сложной формы (геометрия определяется гидро-, аэродинамическими параметрами или другими требованиями). Особенно рассматриваются зубья шестерён, резьбовые, шлицевые поверхности.
На основании изложенного дальнейшее рассмотрение МО типовых поверхностей производится в такой последовательности:
• МО наружных цилиндрических поверхностей - гладких и ступенчатых;
• МО конических наружных поверхностей;
• МО внутренних цилиндрических поверхностей (отверстий) - гладких и ступенчатых, сквозных и глухих;
• МО конических внутренних поверхностей;
• МО плоских поверхностей (в том числе торцовых и прерывистых);
• МО фасонных поверхностей;
• МО резьбовых поверхностей;
• МО шлицевых поверхностей;
• МО зубьев (различного профиля).
Вопросы для самопроверки.
• Какие факторы следует учитывать при технологической классификации типовых поверхностей деталей?
• Назвать перечень типовых поверхностей деталей.