4. Способы и последовательность обработки поверхностей детали

При проектировании любого технологического процесса изготовления детали необходимо добиваться максимального сокращения количества времени, затрачиваемого на каждую операцию и технологический переход, а также сокращение количества технологических переходов. Идеальным можно считать такой вариант, при котором заготовка превращалась бы в деталь за один переход [3]. Но необходимо также учитывать, что точность после каждого из последующих переходов обработки поверхности повышается на 1…3 квалитета [3].

Таким образом, для получения поверхностей с высоким квалитетом точности (6-9 квалитеты) требуется построение технологического процесса, содержащего большое количество технологических переходов.

Согласно справочнику при черновой токарной обработке можно получить поверхность с шероховатостью R_a=12,5 мкм и точностью в пределах 12-14 квалитета. При получистовой токарной обработке шероховатость поверхности можно уменьшить до R_a=6,3 мкм а точность повысить до 10-12 квалитета. При однократном фрезеровании можно получить точность в пределах 14…12 квалитета и шероховатость R_a=12,5 мкм… R_a=3,2 мкм. При фрезеровании шлицев можно получить точность в пределах 12…9 квалитета и шероховатость R_a=3,2 мкм… R_a=0,8 мкм.

При обработке деталей типа Вал чаще всего, после отрезной и фрезерно-центровальной операции, на которой получаются необходимые базовые поверхности, идет токарная операция. Данная операция может состоять из нескольких переходов – чернового точения, получистового, чистового и тонкого точения.

Дальнейшую обработку согласно рекомендациям и типовым технологическим процессам для аналогичных деталей приведенным в справочнике следует производить при помощи шлифования. Согласно справочнику шлифование может быть предварительным, чистовым и тонким. При предварительном шлифовании возможно получение поверхностей с параметром шероховатости до R_a=0,4 мкм 9-8 квалитета точности. При чистовом шлифовании возможно получение поверхностей с параметром шероховатости до R_a=0,1 мкм 7-6 квалитета точности.

Таким образом, становиться возможным получить интересующие нас поверхности (с параметром шероховатости R_a=2,5 мкм и 6 квалитета точности) за четыре технологических перехода:

1. Черновое точение.

2. Получистовое точение.

3. Предварительное (черновое) шлифование.

4. Чистовое шлифование.

Поскольку данная технология подтверждается изложенными в справочниках типовыми технологическими процессами изготовления деталей типа «Вал», то ее применение можно считать вполне обоснованным.

Рассматриваемая поверхность является самой точной в данной детали, поэтому остальные цилиндрические поверхности могут обрабатываться и за меньшее число переходов: цилиндрические поверхности d=34h9 и d=25f9 мм, а также поверхности шлицевых зубьев d=34d11:

1. Черновое точение.

2. Получистовое точение.

3. Черновое шлифование.

Для остальных цилиндрических поверхностей, требования к которым: 14 квалитет точности и шероховатость в пределах R_a=6,3 мкм достаточно двух переходов:

1. Черновое точение.

2. Получистовое точение.

Прорезка канавок и наложение фасок осуществляется за один переход, так как допуски на размеры этих элементов детали лежат в пределах 14 квалитета, а шероховатость в пределах R_a=12,5 мкм.

Фрезерование двух точных пазов осуществляется за один переход с использованием маятниковой подачи при параметре шероховатости паза R_a=12,5 мкм и 9 квалитете точности.

Для поверхностей кулачков применяется также фрезерная обработка – однократное фрезерование.

Фрезерование торцовых поверхностей при параметре шероховатости R_a=6,3 мкм и 14 квалитете точности осуществляется за один переход. Сверление центровых отверстий осуществляется центровочным сверлом за один переход.

Черновыми базами на первой операции будут служить цилиндрическая поверхность заготовки – прутка d=40 мм, и торцовая поверхность детали (предварительно обработанная на отрезной операции). Тем самым, будет создана возможность центрирования заготовки с целью выявления ее оси симметрии. Торцовая поверхность служит базой для обеспечения размерной связи с торцовыми поверхностями вала, обрабатываемыми на первой операции.

Таким образом, конструкторская база в виде скрытой оси симметрии детали реализовывается практически в центровых отверстиях, получаемых на первой операции.

Дальнейшее применение центровых отверстий в качестве технологических баз обеспечивает единство размерных связей между конструкторскими и технологическими базами.

На последующих операциях размеры диаметров шеек вала откладываются от оси симметрии, практически реализуемой в виде центровых отверстий или цилиндрических поверхностей шеек вала, имеющих с ней размерную связь.

Благодаря применению трехкулачковых самоцентрирующих патронов, а также плавающих центров создается возможность координации линейных размеров от тех торцовых поверхностей детали, которые являются конструкторскими базами.

Последовательное повышение точности обработанных цилиндрических и торцевых поверхностей вала позволяет добиваться постепенного повышения точности и на стадиях базирования и закрепления детали.

На операции фрезерования пазов и кулачков базирование осуществляется по шлицевым поверхностям.

Таким образом, выполняется первая рекомендация (единство баз) по выбору технологических баз.