Выбор методов обработки поверхностей детали

После тщательного ознакомления с особенностями конструктивного исполнения предложенной детали, технических условий на ее изготовление (материал заготовки, высота микронеровностей отдельных поверхностей) и требований, предъявляемых к станочной системе, курсовое проектирование начинают с решения именно этого вопроса.

Проблема выбора наиболее рациональных методов размерной обработки для каждой поверхности и детали в целом носит аналитический характер. По существу здесь приходится задействовать целый комплекс знаний в области процессов формообразования и инструмента, технологии и оборудования. Эта стадия разработки общей концепции станка является очень важной и ответственной, поскольку на ней впрямую или косвенно закладывается фундамент многих дифференциальных и интегральных показателей качества создаваемого изделия: экономичность, производительность, технологичность и другие [13].
В частности, принимая ту или иную комбинацию методов обработки заданных поверхностей, проектировщик осознанно предопределяет тем самым и конструктивную сложность оборудования, и трудоемкость настройки оператором параметров исполнительных движений рабочих органов в процессе эксплуатации станка со всеми вытекающими отсюда последствиями.

При рассмотрении возможных схем формирования поверхностей самыми различными методами и способами (вариантами реализации любого метода) размерной обработки целесообразно принимать во внимание не только механические, но и другие процессы: электрофизические, физико-механические и т. п. Причем общеизвестные, традиционные технические решения желательно подкреплять и прогрессивными, имеющими перспективу развития. Для получения информации о достижениях в области новейших процессов и технологий обработки можно использовать научные статьи, каталоги международных выставок, проспекты фирм, а также журналы по профилю специальности: «Вестник машиностроения», «СТИН», «Машиностроитель», «Известия вузов. Машиностроение» и другие.

При выполнении данного раздела, чтобы избежать ошибочных
решений, которые на более поздних этапах проектирования практически не поддаются исправлению, необходимо руководствоваться следующим.

Заготовкой детали-представителя является полуфабрикат, уже обладающий, как правило, требуемой конфигурацией поверхностей. Причем, невзирая на общую величину припуска, которая подлежит снятию с целью получения поверхности заданных размеров, здесь и далее учитывают лишь минимальную глубину резания на окончательную технологическую операцию, компенсирующую погрешности, возникающие при выполнении предшествующих операций. Термин «операция» трактуется в данном случае как обработка одной поверх­ности каким-либо методом при неизменном режиме [26]. Поэтому при выборе методов обработки анализируются технологические возможности только тех из них, которые при прочих равных условиях способны обеспечить требуемую величину параметра шероховатости поверхности (см. приложение 2). Значение последнего, в свою очередь, как известно [33], непосредственно связано с рационально достижимым с экономической точки зрения квалитетом точности, присущим каждому из методов. Кроме того, следует иметь в виду, что с точки зрения организации на проектируемом оборудовании эффективного цикла обработки детали и получения в дальнейшем достаточно оптимальных значений его технических характеристик принятые в конечном итоге методы формообразования должны быть совместимы по физике процесса снятия стружки, а их производительности должны быть, по крайней мере, сопоставимы и соответствовать заданному типу производства.

Анализ возможных вариантов обработки поверхностей в обязательном порядке сопровождают вычерчиванием эскизов с изображением взаимного положения детали и инструмента. С целью грамотного определения структуры элементарных движений здесь рекомендуется учитывать одновременно и специфику методов получения производящих линий: копирования, псевдокопирования (обката, огибания), следа или псевдоследа (касания) [12, 17]. Дело в том, что с позиции теории процесс формирования реальных поверхностей деталей на металлорежущих станках рассматривается аналогично процессу образования идеальных геометрических поверхностей. Такой подход позволяет не только выявить все нюансы, присущие любому методу размерной обработки, но и правильно перераспределить требования, предъявляемые к двум основным компонентам: оборудованию и инструменту.

Конечным результатом всесторонней сравнительной оценки достоинств и недостатков различных схем формирования отдельных поверхностей является установление наиболее рациональной совокупности методов размерной обработки для детали в целом.

Затем необходимо сделать обзор технической литературы, цель которого – поиск существующего технологического оборудования, близкого и аналогичного по назначению проектируемому (или даже прототипа), для изучения принципа их действия и устройства. Дополни­тельно к рекомендуемым по данному вопросу источникам [1, 3, 10, 19, 31, 34, 35] здесь можно использовать также указанную выше периодическую литературу и рекламные буклеты фирм. При анализе отобранного материала рассмотрению подлежат довольно широкий круг сведений: применяемые методы обработки, вид оснастки, типаж инструмента, компоновка, гибкость и степень автоматизации оборудования. Что касается последнего, то необходимо акцентировать внимание не только на общих схемах решения, но и на более конкретных, определяющих специфику конструктивного исполнения изделия и его основных узлов. На основе комплексного анализа вариантов альтернативных технических решений и их оценки выбирают наиболее приемлемые, т. е. те, которые могут быть использованы студентом в дальнейшем в качестве исходной информации при разработке собственной конструкции оборудования.

Далее переходят к синтезу структурно-кинематической схемы (СКС) и построению компоновки станка. Обращаем внимание на то обстоятельство, что указанное расчленение на два самостоятельных вида работ весьма условно, так как в действительности они очень тесно переплетены и на практике выполняются параллельно.