Какие основные виды механической обработки существуют?
2020-04-27
Механическая обработка — это прежде всего изготовление необходимых нам деталей: комплектующие для велосипедов, запчасти для автомобилей, самолетов и любых других изделий, которые мы можем себе представить, — все это относится к сфере механической обработки. Разумеется, сама обработка является лишь процессом создания конечного продукта.
Обычное оборудование для механической обработки включает фрезерные станки с ЧПУ, профилешлифовальные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ, электроэрозионные станки, обрабатывающие центры, лазерную сварку, проволочно-вырезные станки (средней, высокой и низкой скорости), круглошлифовальные станки, внутришлифовальные станки, прецизионные токарные станки и др. Данное оборудование позволяет выполнять токарную, фрезерную, строгальную и шлифовальную обработку прецизионных деталей, в том числе деталей сложной формы, с точностью обработки до 2 мкм.
Производственный процесс
Процесс производства машин представляет собой совокупность всех этапов изготовления изделия из сырья (или полуфабрикатов). Применительно к машиностроению он включает транспортировку и хранение сырья, подготовку производства, изготовление заготовок, механическую и термическую обработку деталей, сборку и отладку изделий, покраску, упаковку и другие этапы. Содержание производственного процесса весьма обширно; современные предприятия организуют и направляют производство на основе принципов и методов системной инженерии, рассматривая производственный процесс как систему с входными и выходными данными. Это позволяет сделать управление предприятием более научным, а само предприятие — более адаптивным и конкурентоспособным.
В процессе производства любые действия, изменяющие форму, размеры, положение и свойства объекта производства для превращения его в готовую продукцию или полуфабрикат, называются технологическим процессом. Он является основной частью производственного процесса. Технологические процессы могут быть разделены на литье, ковку, штамповку, сварку, механическую обработку, сборку и другие. Технологический процесс в машиностроении обычно относится к совокупности процессов механической обработки деталей и сборки машин, в то время как другие процессы называются вспомогательными, например, транспортировка, хранение, энергоснабжение, ремонт оборудования и т. д. Технологический процесс состоит из одной или нескольких последовательно расположенных операций, операция состоит из нескольких переходов, а переход — из нескольких рабочих ходов.
Технологическая операция является основной единицей процесса механической обработки. Под операцией понимается часть технологического процесса, непрерывно выполняемая одним (или группой) рабочим на одном станке (или рабочем месте) над одной и той же заготовкой (или одновременно над несколькими заготовками). Основными характеристиками, составляющими операцию, являются неизменность объекта обработки и исполнителя, а также непрерывность выполнения содержания работ.
Технологический переход — это часть операции, выполняемая непрерывно при неизменности обрабатываемой поверхности, используемого инструмента и режима резания.
Рабочий ход — это часть технологического перехода, завершаемая за однократное перемещение инструмента относительно заготовки в направлении подачи.
При разработке технологического процесса механической обработки необходимо определить количество этапов (операций), через которые должно пройти изделие, а также их последовательность; краткое описание технологического процесса с указанием только названий основных операций и последовательности их выполнения называется технологическим маршрутом.
Разработка технологического маршрута представляет собой проектирование общей структуры технологического процесса. Основными задачами являются выбор методов обработки для каждой поверхности, определение последовательности их обработки, а также установление общего количества операций в технологическом процессе. Разработка технологического маршрута должна осуществляться в соответствии с определенными принципами.
Общие принципы разработки технологического маршрута:
1. Сначала обрабатывается база: в процессе обработки детали поверхность, служащая технологической базой, должна быть обработана в первую очередь, чтобы как можно скорее обеспечить чистовую базу для последующих операций. Это называется «приоритет базы».
2. Разделение этапов обработки: для поверхностей с высокими требованиями к качеству обработки процесс разделяется на этапы, которые обычно включают черновую, получистовую и чистовую обработку. Это делается в основном для обеспечения качества обработки, рационального использования оборудования, удобства планирования операций термообработки, а также для своевременного обнаружения дефектов заготовок.
3. Сначала плоскости, затем отверстия: для таких деталей, как корпуса, кронштейны и шатуны, сначала следует обрабатывать плоскости, а затем отверстия. Это позволяет использовать плоскость в качестве базы для обработки отверстий, обеспечивая точность их взаимного расположения и упрощая процесс сверления на плоских поверхностях.
4. Чистовая отделка: Чистовая обработка основных поверхностей (такая как шлифование, хонингование, тонкое шлифование, раскатывание и т. д.) должна выполняться на заключительном этапе технологического маршрута. Чистота поверхности после обработки составляет Ra 0,8 мкм и выше; даже легкие столкновения могут повредить поверхность. В таких странах, как Япония и Германия, после чистовой отделки изделия необходимо защищать фланелью; запрещается прикасаться к заготовке руками или другими предметами во избежание повреждения обработанной поверхности при межоперационной транспортировке и установке.
Другие принципы разработки технологического маршрута:
Выше изложен общий порядок планирования технологических операций. В некоторых конкретных случаях следует руководствоваться следующими принципами.
(1). Для обеспечения точности обработки черновая и чистовая операции выполняются раздельно. Это связано с тем, что при черновой обработке объем резания велик, заготовка подвергается значительным силам резания и зажима, выделяется большое количество тепла, а на обрабатываемой поверхности наблюдается выраженное наклепывание. Внутри заготовки возникают значительные внутренние напряжения. Если черновую и чистовую обработку проводить непрерывно, точность детали после чистовой обработки быстро будет потеряна из-за перераспределения напряжений. Для некоторых деталей с высокими требованиями к точности после черновой и перед чистовой обработкой следует также предусмотреть низкотемпературный отжиг или старение для снятия внутренних напряжений.
(2). Рациональный выбор оборудования. Черновая обработка в основном направлена на удаление большей части припуска и не требует высокой точности, поэтому ее следует выполнять на станках с большой мощностью и умеренной точностью. Чистовая обработка, напротив, требует использования высокоточного оборудования. Разделение черновой и чистовой обработки на разных станках позволяет не только в полной мере использовать возможности оборудования, но и продлить срок службы прецизионных станков.
(3). В технологическом маршруте механической обработки часто предусматриваются этапы термической обработки. Порядок расположения этапов термообработки следующий: для улучшения обрабатываемости металла резанием (например, отжиг, нормализация, улучшение и т. д.) они обычно назначаются перед механической обработкой. Для снятия внутренних напряжений (например, старение, улучшение и т. д.) они обычно назначаются после черновой и перед чистовой обработкой. Для повышения механических свойств деталей (например, цементация, закалка, отпуск и т. д.) они обычно назначаются после механической обработки. Если после термообработки возникает значительная деформация, необходимо предусмотреть заключительный этап чистовой обработки.
При разработке технологического процесса изготовления деталей, в зависимости от типа производства, используемые методы обработки, станочное оборудование, технологическая оснастка и инструменты, заготовки, а также квалификационные требования к рабочим имеют существенные различия
