Механическая обработка металла резанием является методом изготовления деталей наивысшей точности
Обработка металлов резанием – это процесс срезания режущим инструментом с поверхности заготовки слоя металла для получения требуемой геометрической формы, точности размеров и шероховатости поверхностей детали.
Одним из основных принципов построения технологических процессов является принцип совмещения технических, экономических и организационных задач, решаемых в данных производственных условиях. Технологический процесс должен безусловно обеспечить выполнение всех требований к точности и качеству деталей и изделия в целом, предусмотренных чертежами и техническими условиями, при наименьших затратах труда и минимальной себестоимости. Существует обычно несколько вариантов обработки деталей, одинаково удовлетворяющих требованиям чертежа и технических условий, но стоимость обработки различна.
Для заданных условий и масштаба производства следует выбрать тот вариант, который в большей мере удовлетворяет решению указанных выше требований.
Выбор оптимального варианта технологического процесса требует в ряде случаев расчета экономической эффективности и сравнения экономичности вариантов обработки.
При проектировании технологических процессов механической обработки исходными являются следующие данные: программное задание; чертежи и технические условия на изготовление и приемку изделия; вид заготовки, зависящий от размера партии, материала, геометрической формы и размера детали и др.
Существуют два случая разработки технологических процессов.
Первый - когда для производства машин проектируются новые заводы или цехи завода и, следовательно, свободен выбор оборудования, производственных площадей и прочих технических средств, составляющих производственный процесс.
Второй, наиболее распространенный, когда на базе действующего завода с учетом технической оснащенности организуют производство нового изделия. В этом случае разработка технологии изготовления подчинена конкретной производственной обстановке. Разработка технологических процессов ведется по следующему плану.
1. Знакомятся с назначением изделия, изучают чертежи деталей и технические условия на их изготовление.
2. Выбирают способ получения заготовки для деталей в зависимости от размера партии и материала. Определяют размеры припусков на обработку.
3. По чертежам деталей определяют базирующие поверхности (черновые и чистовые), по которым будет производиться крепление детали. Назначают первую исходную операцию, используя правило черновых баз.
4. Последовательность и характер операций определяются конфигурацией, точностью и классом шероховатости обрабатываемых поверхностей, заданных по чертежу детали.
В большинстве случаев обработку заготовки целесообразно производить в несколько операций:
а) черновая обработка, при которой снимают основную часть общего припуска;
б) получистовая и чистовая обработка, при которой обеспечивается в основном заданная точность;
в) отделочная обработка, при которой обеспечивается требуемый класс чистоты поверхности и точность формы и размеров детали.
5. Для каждой операции выбирают станок, приспособление, режущий, вспомогательный и измерительный инструменты, охлаждение с учетом количества одновременно обрабатываемых деталей.
6. Для каждого перехода определяют расчетные размеры обрабатываемых поверхностей, число проходов и режимы резания.
7. Для каждого перехода нормируют основное технологическое (машинное) и вспомогательное время и др.
Разработка технологических процессов механической обработки для массового и крупносерийного производства ведется двумя методами: концентрацией и дифференциацией операций.
Концентрацией операций называется соединение нескольких операций в одну, более сложную, а дифференциацией — расчленение операций на несколько более простых.
Обработка заготовок набором фрез, обработка на многошпиндельных станках, токарных автоматах и полуавтоматах, агрегатных станках выполняется по методу концентрации операций.
При конструировании машин следует уделять внимание технологичности конструкции.
Под технологичностью конструкции понимают ее свойства, обеспечивающие в конкретных производственных условиях минимальные затраты на подготовку производства и на изготовление машин без ущерба для их качества. Технологичность конструкции машины обеспечивается при выполнении следующих основных требований: применении деталей несложных форм, стандартных и нормализованных деталей, правильном выборе материала и заготовок, возможности расчленения машины на отдельные сборочные единицы, собираемые, и разбираемые независимо друг от друга и др.
Разработка технологического процесса механической обработки представляет собой довольно сложную и трудоемкую работу. Технолог, разрабатывающий технологический процесс, обычно руководствуется своим личным опытом. Поэтому иногда одни и те же технологические задачи технологами решаются по-разному. Создание типовых технологических процессов для определенных типов деталей (валов, втулок, зубчатых колес, станин, плит и др.) позволяет ускорить и улучшить разработку технологических процессов.
Заводские технологи при разработке технологического процесса механической обработки заготовок ориентируются на уже разработанный типовой технологический процесс и используют его применительно к конкретным производственным условиям данного завода.
В условиях индивидуального и мелкосерийного производства находит применение метод групповой обработки деталей.
На ведущие детали рекомендуется разработать 2—3 варианта технологического процесса, чтобы определить наиболее экономичный вариант при заданных условиях обработки.
ТЕхнология. Материалы к уроку:Обработка резаньем
Обработка резанием — это технологический процесс, который осуществляется на металлорежущих станках путём внедрения режущего инструмента в тело заготовки с последующим выделением стружки и образованием новой поверхности.
Металлорежущий станок — станок
предназначенный для размерной обработки металлических заготовок путем снятия материала.
История металлорежущих станков.
Считается, что история металлорежущих станков начинается с изобретения суппорта токарного станка. Около 1751 г. французский инженер и изобретатель Жак Де Вокансон первый применил спецальное устройство для фиксации резца - устранив таким образом непосредственное влияние руки человека на Формообразование поверхности.
Классификация металлорежущих станков
Станки классифицируются по множеству признаков.
По классу точности металлорежущие станки классифицируются на пять классов:
Классификация металлорежущих станков по массе:
Классификация металлорежущих станков
по степени автоматизации:
Классификация металлорежущих станков
по степени специализации:
У металлорежущего станка имеется привод(механический, гидравлический, пневматический), с помощью которого обеспечивается передача движения рабочим органам: шпинделю,суппорту т.п. Комплекс этих движений называется формообразующими движениями.
Формообразующие движения — движения, осуществляемые инструментом и заготовкой, необходимые для осуществления процесса резания, при изготовлении деталей со снятием припуска, на металлорежущих станках.
Виды обработки резанием
Точение (обтачивание, растачивание, подрезание, разрезание).
Сверление (рассверливание, зенкерование, зенкование, развертывание, цекование).
Строгание
Долбление
Фрезерование
Протягивание
Прошивание
Шлифование
Отделочные методы (полирование, доводка, притирка, хонигование, суперфиниширование, шевингование).
Токарная обработка — это обработка резанием наружных и внутренних цилиндрических и конических поверхностей, торцевание, отрезание, снятие фасок, обработка галтерей, прорезание канавок, нарезание внутренних и наружных резьб на токарных станках. Точение — одна из самых древних технических операций, которая была автоматизирована с помощью примитивного токарного станка.
Разновидности точения
1. Обтачивание - обработка наружных поверхностей.
2. Растачивание - обработка внутренних поверхностей.
3. Подрезание - обработка плоских торцевых поверхностей.
4. Резка - разделение заготовки на части или отделение готовой детали от заготовки.
Назначение сверления
Сверление необходимая операция для получения отверстий в различных материалах при их обработке, целью которой является:
изготовление отверстий под нарезание резьбы, зенкерование, развертывание или растачивание.
Изготовление отверстий (технологических) для размещения в них электрических кабелей, анкерных болтов, крепёжных элементов и др.
Отделение (отрезка) заготовок из листов материала.
Ослабление разрушаемых конструкций.
Закладка заряда взрывчатого вещества при добыче природного камня.
Сверление — вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращающегося режущего инструмента (сверла) получают отверстия различного диаметра и глубины, или многогранные отверстия различного сечения и глубины.
Виды сверления
Сверление цилиндрических отверстий.
Сверление многогранных и овальных отверстий.
Рассверливание цилиндрических отверстий (увеличение диаметра).
Для борьбы с разогревом применяют охлаждение с помощью охлаждающих или смазочно-охлаждающих жидкостей.
Зенкерование — вид механической обработки резанием, в котором с помощью специальных инструментов (зенкеров) получают отверстия или фаски различного диаметра и глубины, после предварительного сверления. Зенкерование является получистовой обработкой резанием.
Назначение зенкерования
Очистка и сглаживание поверхности отверстий: перед нарезанием резьбы или развёртыванием;
Калибрование отверстий: для болтов, шпилек и другого крепежа;
Снятие фасок: для скругления острых углов и удаления заусенцев, также для размещения головок болтов и винтов.
Развёртывание — вид механической обработки материалов резанием, при котором с помощью специального вращаемого инструмента (развёрток) обрабатывают с высокой точностью, и малой степенью шероховатости поверхности, отверстия различного диаметра и глубины, после предварительного сверления и
зенкерования.
Назначение развёртывания
Получения точных калиброванных отверстий: посадочные для подшипников, отверстия для плунжеров, валов и др
Получения малой шероховатости поверхности отверстий: для уменьшения трения, для плотного контакта или посадки.
Назначение долбления
Обработка наружных поверхностей, в том числе.
Обработка внутренних цилиндрических, многогранных и неравнобоких поверхностей(сквозных и «глухих» отверстий и полостей)
Нарезание зубчатых колёс как наружного, так и внутреннего зацепления. Стоит отметить, что нарезать колесо с внутренним зацеплением возможно только долблением.
Долбление — вид механической обработки металлов резанием, при которой инструмент (долбяк) совершая возвратно-поступательные движения, срезает обрабатываемый материал. Долбление очень близко к другому виду обработки материалов резанием, строганию.
Фрезерование представляет вид обработки резанием при помощи инструмента, называемого фрезой. Фреза является режущим инструментом с несколькими зубьями, каждый из которых представляет собой простейший резец.
Фреза и фрезерование изобретены в Германии и Австрии в 17-18 веке, так как фрезерование требовало прочной станины станка с точными подшипниками, а радиально-упорные подшипники изобрел Леонардо да Винчи.
Официальным изобретателем фрезерного станка является англичанин Уитни который получил патент на такой станок в 1818 г.
Классификация
* В зависимости от расположения шпинделя станка и удобства закрепления обрабатываемой заготовки
Основы обработки металлов резанием
Сущность процесса обработки металлов резанием заключается в снятии с заготовки металла (стружки) для получения изделий необходимой формы, размеров и требуемого качества поверхности (точности и шероховатости).
На большинстве машиностроительных заводов резание является преобладающим способом обработки металлов: до 40…60 % деталей машин получают в результате обработки заготовок на металлорежущих станках. Резанием обрабатывают различные материалы, свойства которых лежат в широком диапазоне: это пластичные и хрупкие материалы, металлические и неметаллические, природные и искусственные, твердые и мягкие. Выполненные при обработке резанием размеры, форма и расположение поверхностей и их шероховатость определяют фактические зазоры и натяги в соединениях деталей машин и механизмов, влияющие на их качество, технические и экономические показатели продукции.
Для нормирования точности изготовления изделий установлены степени точности - квалитеты. Квалитет - это совокупность допусков, соответствующих одинаковой степени точности для номинальных размеров. В соответствии с действующим стандартом установлено 19 квалитетов точности: 01, 0, 1, 2, 3,…, 17. Самый точный - 01, самый грубый - 17-й квалитет. Допуск квалитета обозначают буквой IT и цифрой квалитета. Номинальный размер - размер, который служит началом отсчета отклонения и относительно определяет предельные допустимые размеры (наибольший и наименьший). Допуск - это разница между наибольшим и наименьшим предельными размерами. На чертеже детали указывают номинальный размер и отклонения (верхнее и нижнее).
Для измерения и контроля размеров применяют мерительный инструмент и приборы. Простейшими и наиболее часто применяемыми инструментами являются: линейка, угломер, штангенциркуль, микрометр, глубиномер, нутромер, предназначенный для измерения внутренних размеров.
Шероховатость поверхности - это совокупность неровностей, образующих рельеф поверхности детали или заготовки, рассматриваемый в пределах базовой длины. Для численного определения величины шероховатости поверхности используют базовую линию, представляющую собой среднюю линию профиля неровностей, относительно которой рассматривают и измеряют высоту выступов и глубину впадин. Для характеристики шероховатости часто используют параметр Ra - среднее арифметическое отклонение профиля в пределах базовой длины. Величина Ra может быть в пределах от 0,008 до 100 мкм; наименьшее значение шероховатости можно получить при полировке, наибольшее - при строгании. При измерении шероховатости грубо обработанных поверхностей применяют параметр Rz - сумма средний абсолютных значений высот пяти наибольших выступов профиля и глубина пяти наибольших впадин профиля в пределах базовой длины. Величина Rz может лежать в пределах от 0,025 до 1600 мкм.
Параметры шероховатости поверхности измеряют контактными методами с помощью щуповых приборов (профилографы, профилометры), приборов светового сечения, теневого сечения, растровых микроскопов, микроинтерферометров.
В процессе обработки исходная заготовка и режущий инструмент получают рабочее движение от механизмов металлорежущих станков и перемещаются относительно друг друга. Для осуществления обработки резанием необходимо сочетание двух видов движения: главного движения резания и движения подачи.
Главное движение резания – прямолинейное поступательное или вращательное движение заготовки или режущего инструмента, происходящее с наибольшей скоростью в процессе резания. Движение подачи – прямолинейное поступательное или вращательное движение режущего инструмента или заготовки, скорость которого меньше скорости главного движения резания, предназначенное для того, чтобы распространить отделение слоя материала на всю обработанную поверхность. В зависимости от направления движения подачи различают продольное, поперечное и другие движения подачи.
Наиболее распространенными видами обработки металлов резанием являются: точение, сверление, фрезерование, строгание, шлифование (рис.7).
Достоинства обработки металлов резанием: возможность придания изделиям любой формы и шероховатости; высокая точность размеров полученных деталей; невысокая энергоемкость; высокая степень механизации и автоматизации процессов обработки; универсальность процессов, обуславливающая возможность обработки разнообразных по форме и размерам деталей из различных материалов.
Недостатки: низкая производительность (точечный контакт инструмента с деталью); большие отходы металла в стружку.
Совершенствование технологии резания, модернизация металлорежущего оборудования, разработка и внедрение новых методов резания металлов являются актуальными проблемами.
Точение (токарная обработка) – обработка (наружных и внутренних) поверхностей тел вращения резанием, характеризуемая вращательным движением заготовки и поступательным движением режущего инструмента – резца (рис. 7а). Разновидности точения: обтачивание, растачивание, подрезание, разрезание. При точении заготовке сообщается главное движение резания, а инструменту – движение подачи.
Обработку металлов резанием производят на металлорежущих станках при помощи режущего инструмента, который подразделяется на две группы: однолезвийный (резцы) и многолезвийный с двумя и более режущими кромками (сверла, зенкеры, развертки и т.д.)
Станки токарной группы составляют до 50 % всего станочного парка механических цехов машиностроительных заводов и подразделяются:
- токарно-винторезные станки – наиболее универсальные станки рассматриваемой группы;
- токарно-карусельные станки применяют для обработки средних и крупных заготовок, диаметр которых превышает их высоту (зубчатые колеса, маховики);
- токарно-револьверные станки предназначены для обработки заготовок сложной формы, где требуется применение большого числа инструментов. Для закрепления большего числа инструментов используется револьверная головка. Во время работы станка инструменты вводят в процессе обработки последовательно (один за другим) или параллельно (одновременно несколько);
- токарные полуавтоматы – все движения производятся автоматически, однако установка каждой заготовки и снятие готовой детали осуществляется рабочим;
- токарные автоматы – обрабатывают различные заготовки, причем обработка ведется практически без участия рабочего, обязанности которого сводятся к перезарядке автомата на партию и периодическому контролю готовых деталей.
- сверление – широко распространенный метод получения отверстий резанием. Главное движение при сверлении – вращательное, а движение подачи – поступательное. Оба движения при сверлении отверстий на сверлильных станках сообщаются инструменту – сверлу.
Основными технологическими операциями, связанными с обработкой отверстий, являются сверление, зенкерование, рассверливание, нарезание резьбы и т.д. (рис. 7б). Все эти операции производят на станках сверлами, зенкерами, развертками, метчиками. Однако при сверлении отверстие получается небольшой точности, с шероховатой поверхностью. Поэтому предварительно просверленные отверстия обрабатывают зенкером (зенкерование) и разверткой (развертывание). Зенкерование в основном применяется для увеличения диаметра и в отдельных случаях для повышения точности отверстия и уменьшения шероховатости его поверхности. Зенкеры имеют три-четыре режущие кромки, резание производят боковыми зубьями. Для получения более точных отверстий и необходимую (малую) шероховатость поверхности используют развертки, имеющие значительное число режущих кромок.
Существуют сверлильные станки различных типов: вертикально-сверлильные, горизонтально-сверлильные, радиально-сверлильные, расточные, координатно-расточные и специальные. Станки сверлильной группы бывают одношпиндельные и многошпиндельные.
Для обработки крупногабаритных заготовок с большим числом отверстий применяют сверлильные станки с ЧПУ.
Фрезерование – процесс обработки изделий многолезвийным режущим инструментом – фрезой (рис.7в).
По сравнению с процессом точения процесс фрезерования имеет следующие особенности: в работе одновременно участвует несколько лезвий, поэтому фрезерование является более производительным способом обработки, чем точение; каждый зуб фрезы работает периодически, а корпус ее большей частью имеет значительную массу, что способствует лучшему охлаждению лезвий.
Фрезе сообщается главное вращательное движение, а обрабатываемой детали – поступательное или вращательное движение подачи.
Различают две основные группы фрезерных станков: универсальные общего назначения; специализированные. К первой группе относятся горизонтально-фрезерные, вертикально-фрезерные и продольно-фрезерные станки; ко второй – зубофрезерные, резьбофрезерные, копировально-фрезерные и др.
На фрезерных станках выполняются следующие основные работы: фрезерование плоскостей, пазов, сложных поверхностей, шпоночных канавок и зубьев шестерен.
Для обработки заготовок используют: цилиндрические, концевые, торцевые, фасонные, шпоночные фрезы. При изготовлении зубъев шестерен - модельные дисковые, пальцевые или червячные фрезы.
Строгание – для обработки длинных плоских поверхностей (рис. 7г, д). Оно выполняется при прямолинейном возвратно-поступательном движении резца или заготовки – это движение является главным. После каждого двойного хода заготовка или резец перемещаются в поперечном направлении, совершая тем самым движение поперечной подачи.
Основным недостатком обработки деталей на строгальных и долбежных станках является то, что при работе на них резание осуществляется только во время рабочего хода. Во время обратного хода резец не снимает стружку и это приводит к значительным потерям времени. Поэтому строгание характеризуется низкой производительностью и его целесообразно в крупносерийном и массовом производстве заменить фрезерованием.
В индивидуальном и мелкосерийном производстве на фрезерных станках обрабатываются различные по расположению плоскости: горизонтальные, вертикальные, параллельные, перпендикулярные и наклонные; Т-образные, прямоугольные и другие пазы и канавки; фасонные поверхности.
Протягивание – процесс обработки заготовок резанием при помощи протяжек. Размеры зубъев протяжки постепенно увеличиваются от начала её режущей части так, что при перемещении в осевом направлении относительно заготовки каждый зуб снимает стружку от 0,01 до 0,2 мм. Протяжка обычно имеет замкнутую (хвостовую) часть для крепления к ползуну станка, шейку направляющую, режущую и калибрующую части.
Различают внутреннее и наружное протягивание. Первое применяют для выполнения отверстий различных размеров (3…300 мм) и форм (цилиндрических, трехгранных, квадратных и др.); вторые – для получения прямых и спиральных зубъев, прямых и винтовых канавок, плоских и кривых наружных поверхностей, при рифлении и т.д. Отверстия под протяжку предварительно высверливают или растачивают, наружные поверхности, как правило, протягивают без предварительной обработки резанием, т.е. в черновом виде (отливки, поковки).
Протяжные станки бывают вертикальные и горизонтальные и разделяются на станки для внутреннего и наружного протягивания.
Протягивание является одним из прогрессивных и перспективных процессов механической обработки. Высокая производительность протягивания в сочетании с большой стойкостью протяжек, хорошее качество и высокая точность обработки поверхности позволяет использовать этот метод для обработки деталей средних размеров в условиях массового и крупносерийного производства, где он во многих случаях вытесняет фрезерование.
Шлифование – процесс обработки заготовок резанием при помощи шлифовального круга – инструмента, имеющего форму тела вращения и состоящего из абразивных зерен и связующего их материала (рис.7е,ж). При вращении круга наиболее выступающие из связки зерна, контактируя с заготовкой, снимают с её поверхности тонкие стружки. Большинство из них, сгорая, образуют пучок искр.
Шлифование осуществляется при больших скоростях резания (70 м/с и выше) снятием стружки с малой площадью сечения. В связи с этим, а также невыгодными углами резания температура в рабочей зоне достигает 1500 С.
Обработка шлифованием в большинстве случаев является чистовой и отделочной операцией, обеспечивающей высокое качество обработанной поверхности и точность обработки. В некоторых случаях шлифование применяется для предварительной обработки заготовок, обдирки при снятии слоя до 6 мм.
Процесс шлифования обычно осуществляется при помощи трех движений: вращения шлифовального круга, вращения или возвратно-поступательного перемещения обрабатываемой детали и движения подачи, осуществляемого кругом или обрабатываемой деталью.
В группу шлифовальных станков входят круглошлифовальные, внутришлифовальные, обдирочно-шлифовальные, специализированные (зубошлифовальные, бесцентро-шлифовальные, копировальные и др.), заточные станки для режущих инструментов, притирочные и полировальные.
Курс лекций по дисциплине МДК.01.01«Технологические процессы изготовления деталей машин» Лекция 125. «Контроль точности механической обработки»
Точностью изделия в машиностроении называют степень соответствия заранее установленному образцу. Под точностью детали понимается степень соответствия реальной детали, полученной механической обработкой заготовки, по отношению к детали, заданной чертежом и техническими условиями на изготовление, т.е. соответствие формы, размеров, взаимного расположения обработанных поверхностей, шероховатости поверхности обработанной детали требованиям чертежа.
Следовательно, точность понятие комплексное, включающее всестороннюю оценку соответствия реальной детали по отношению к заданной.
При работе на металлорежущих станках применяют следующие методы достижения заданной точности:
обработка по разметке или с использованием пробных проходов путем последовательного приближения к заданной форме и размерам; после каждого прохода инструмента производится контроль полученных размеров, после чего решают какой припуск необходимо снять; точность в этом случае зависит от квалификации рабочего, например токаря или фрезеровщика;
обработка методом автоматического получения размеров, когда инструмент предварительно настраивается на нужный размер, а затем обрабатывает заготовки в неизменном положении; в этом случае точность зависит от квалификации наладчика и способа настройки;
автоматическая обработка на копировальных станках и станках с программным управлением, в которых точность зависит от точности действия системы управления.
Но какой бы станок или способ обработки не применялся, несколько деталей, даже обработанных на одном и том же станке одним и тем же инструментом, будут немного отличаться друг от друга. Это объясняется появлением неизбежных погрешностей обработки, которые служат мерой точности обработанной детали.
Таким образом, к причинам, вызывающим появление погрешностей при обработке резанием, будь-то токарная обработка, сверление или фрезерование, можно отнести следующие:
неточности самого металлорежущего станка, вызванное погрешностями изготовления его деталей и неточностями сборки;
погрешности установки заготовки;
неточности изготовления, установки, настройки и износ режущего инструмента;
упругие деформации технологической системы;
тепловые деформации технологической системы;
остаточные деформации в заготовке;
изношенность направляющих, ходовых винтов и в целом самого станка и др.
При эксплуатации инструмента по мере его изнашивания наступает такой момент, когда дальнейшее резание инструментом должно быть прекращено, а инструмент отправлен на переточку. Момент затупления инструмента устанавливается в соответствие критериями износа, под которым понимается сумма признаков или один решающий признак.
Применяется два критерия: первый — критерий оптимального износа и второй- критерий технологического износа. В обоих критериях за основу принимается линейный износ задней поверхности, так как она изнашивается всегда при обработке любых материалов и при всех режимах резания, и измерение ширины площадки износа гораздо проще, чем глубины лунки износа.
Качество поверхности, обработанной режущими инструментами, определяется шероховатостью и физическими свойствами поверхностного слоя. Обработкой резанием не может быть получена идеально ровная поверхность. Режущие кромки инструментов оставляют неровности в виде впадин и выступов различной формы и размеров.
Поверхностный слой после обработки резанием существенно отличается от основной массы металла, так как под действием инструмента его твердость и кристаллическое строение изменяются. Толщина дефектного поверхностного слоя зависит от материала заготовки, вида и режима обработки и др. От качества поверхности зависят следующие эксплуатационные характеристики деталей: износостойкость поверхностей трущихся пар, характер посадок подвижных и неподвижных соединений, усталостная или циклическая прочность при переменной нагрузке, противокоррозионная стойкость поверхности и др.
Таким образом, даже этот краткий материал по обработке металлов резанием ясно показывает, что на качество обработанной поверхности влияет много факторов: материал обрабатываемой заготовки, вид обработки, жесткость системы станок — приспособление — инструмент деталь, характер, форма, материал и степень остроты или износа режущих инструментов, режим обработки, вид смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), а также квалификация рабочего человека, стоящего у станка, его отношение к делу.
Оптимизация всех факторов, влияющих на качество обработки, обеспечит стабильность получения желаемого результата: качества изделия в конечном итоге, что принесет любому предприятию прибыль и вознаграждение за свой труд, а потребителю экономию за счет снижения эксплуатационных издержек при техобслуживании и ремонте машин.
Контроль качества продукции
Основные виды и причины брака в механических цехах. На машиностроительных заводах цеха механической обработки выполняют наиболее точные операции, в результате которых детали машин получают заданные размеры, форму и параметры шероховатости. В общей трудоемкости изготовления продукции машиностроительных заводов трудоемкость механической обработки достигает 70%.
Технологические процессы в механических цехах характеризуются непрерывным повышением степени их механизации и производительности труда, а также улучшением качества выпускаемой продукции. Перед работниками технического контроля в механических цехах стоят большие и ответственные задачи по выявлению, предупреждению и устранению брака.
Брак в механических цехах машиностроительных заводов можно классифицировать в зависимости от его причин следующим образом.
Брак по ‘линейным размерам и отклонениям от правильной геометрической формы определяется неточностью оборудования, износом или неточностью приспособлений и измерительных средств, ошибками рабочего из-за невнимательности или недостаточной квалификации и слабого инструктажа со стороны администрации цеха. Статистические данные учета показывают следующее примерное распределение брака в процентах к общему количеству брака этого вида: из-за невнимательности рабочего 70—80%, из-за неточности приспособлений и инструмента 7—10%, из-за неточности оборудования 6—10%, из-за недостаточного инструктажа рабочих со стороны мастеров и бригадиров 6—10%. Брак по линейным размерам и отклонениям от правильной геометрической формы составляет до 75 % общего количества брака в механических цехах.
Брак по параметрам шероховатости поверхности составляет около 15—20 % общего количества брака. Причины этого вида брака — несоблюдение режимов резания, износ оборудования и приспособлений, некачественный режущий инструмент, несоответствие твердости материала значениям, указанным на чертеже.
Брак по вине поставщиков, обнаруживаемый в механических цехах — пороки литых заготовок в виде раковин, рыхлот, засоров, пористости и пороки кованых, штампованных, тянутых и катаных заготовок в виде волосовин, трещин. Заготовки иногда имеют также отклонения геометрии, вызывающие утонение стенок, ребер и смещение бобышек, что приводит к браку при механической обработке. Брак по вине поставщиков составляет около 5—10% общего количества брака.
Брак из-за ошибок в чертежах составляет 2—4 , брак по вине термического цеха (коробление деталей, отклонение твердости от требований чертежа, наличие закалочных трещин и т. п.) — 1—3, брак в процессе наладки оборудования, приспособлений и испытаний режущих инструментов — 0,5— 1,0%, брак из-за небрежного транспортирования и хранения деталей, небрежного обращения с деталями на рабочих местах (при промывке и пр.), приводящий к забоинам, царапинам, вмятинам, трещинам — 1—2%.
Методы контроля в механических цехах. Контроль изделий в механических цехах современных машиностроительных заводов в основном заключается в оценке правильности геометрических размеров и форм, но не ограничивается только этим. Контролю подвергают следующие характеристики деталей и узлов: размеры и геометрическую форму изделия; твердость материала и другие его механические свойства; параметры шероховатости поверхности; качество материала (отсутствие в материале трещин, волосовин, рыхлот, пористости, раковин, засоров и т. д.); массу; сбалансированность изделия (статическую и динамическую); частоту собственных колебаний; гид-ро- и пневмопроницаемость. Ниже кратко описаны методы и средства контроля геометрических размеров, применяемые в механических цехах.
Первой операцией контроля во всех случаях является внешний (визуальный) осмотр, при котором выявляют:
— законченность всех операций обработки в соответствии с технологическим процессом;
— механические повреждения детали (забоины, царапины, трещины и т. п.);
— параметры шероховатости обработанных поверхностей; при этом особенно тщательно осматривают сопрягаемые поверхности; места уплотнений, скругления, резьбы и др.; для сильно нагруженных деталей риски, царапины на поверхности, особенно в местах закругленных переходов, не допускаются;
— трещины термического происхождения, являющиеся следствием нарушения режимов в термических цехах и во время отделочных (шлифовальных) операций;
— пороки металла (раковины, пористость, засоры, рыхлоты, волосовины и т. п.), видимые невооруженным глазом или через лупу; пределы допустимости подобных дефектов должны быть установлены специальными техническими условиями, инструкциями: 146
— качество декоративных и антикоррозионных покрытий; наличие контрольного клейма предыдущих контрольных операций и номеров деталей.
Измерительные средства, предназначенные для измерения линейных и угловых размеров, классифицируют следующим образом:
— меры с постоянным значением, к которым относятся плоскопараллельные концевые меры длины и угловые меры;
— меры с переменным значением — раздельные штриховые меры длины (рулетки, метры, масштабные линейки) или раздельные угловые меры (лимбы, транспортиры);
— калибры — измерительные инструменты, предназначенные для контроля размеров, формы и взаимного расположения частей изделий;
— универсальные измерительные средства — шкальные инструменты и приборы для определения размера изделия;
— специальные средства контроля (контрольные приспособления и приборы), предназначенные для измерения одного или нескольких параметров определенных изделий; контрольные приспособления оснащают показывающими элементами — индикаторами, электроконтактными или индуктивными датчиками, пневматическими измерительными приборами, микровинтами и т. п.;
— в зависимости от числа измеряемых параметров контрольные приспособления разделяют на одно- и многомерные, а по степени механизации — на неавтоматические, полуавтоматические и автоматические;
— существуют специальные контрольные приспособления для контроля размеров и геометрической формы валов, цилиндрических отверстий с параллельными осями, деталей типа корпусов, изделий сложных форм (более подробно конструкции этих приспособлений описаны в специальной литературе).
Читайте также: