Б 2.1 Пути уменьшения припусков

Изготовление заготовок с заусенцами и следами облоя приводит к значительным погрешностям установки их на станке и, следовательно, увеличивает припуски на обработке. Значительные колебания припусков приводят к упругим отжатиям в технологической системе и копированию исходных погрешностей, что в свою очередь приводит к увеличению припусков на чистовые операции. В этих условиях приходится вводить дополнительные чер­новые и чистовые операции.

Изготовление заготовок с минимальными припусками возможно при развитии малоотходной технологии производства заготовок.

Применение точных заготовок, форма которых приближена к форме готовых деталей, позволяет уменьшить погрешность установки деталей на станке и равномерно распределить припуск по всему периметру обрабатываемой поверхности.

Малые и равномерные припуски позволяют упростить технологический процесс обработки и в некоторых случаях исключить черновые операции, при которых снимается наибольший припуск, а также ис­пользовать сразу методы чистовой обработки с высокими режимами резания и минимальными припусками.

Применение принципиально новых методов и технологических процессов изготовления заготовок позволяет значительно сократить расход конструкционных материалов.

Внедрение технологии малоотходного производства заготовок, в свою очередь, способствует интенсификации механической обработки и внедрению прогрессивных методов обработки.

Техническое перевооружение кузнечно-штамповочного производства, в частности применение поперечно-винтовой прокатки, многопозиционных горячевысадочных автоматов, штамповки в разъемных матрицах и др., позволяет уменьшить расход металла и получить заготовки с лучшим расположением волокон. Для обеспечения постоянства объема заготовки и повышения точности поковок в автоматы могут быть встроены мини-ЭВМ. Широкое развитие получает штам­повка зубчатых колес с предварительным образованием зубьев и отверстий, то есть в этом случае оставляется минимальный припуск под обработку резанием.

Таким образом, значительно сокращается не только расход мате­риала, но и технологический процесс обработки зубчатого колеса, в частности, при обработке базового отверстия можно применить прогрессивный процесс протягивания, а при обработке зубьев – чистовое фрезерование.

Применение операций порошковой металлургии позволяет значи­тельно сократить припуски на механическую обработку. Высокая точность, полученная при изготовлении заготовок, позволяет значительно сократить их механическую обработку и лишь после химико-термической обработки применить доводочные операции. При объемной холодной штамповке коэффициент использования металла может быть доведен до единицы, например, при изготовлении мегизов из бунтового металла на холодновысадочных автоматах при дальнейшем накатывании резьбы. Таким образом, припуск на механическую обработку в этом случае равен нулю.

Изготовление заготовок конических шестерен методом холодной объемной штамповки позволяет уменьшить припуск на обработку зубьев до 0,2 мм.

К числу основных процессов малоотходной технологии производства заготовок относятся и комбинированные способы получении готовок. Например, для заготовок простой формы сварка трением сводит к минимуму термические деформации, отходы металла и припуски на механическую обработку. В частности, комбинированым способом изготовляют скользящую вилку кардана автомобиля.

В некоторых случаях замена стальных поковок отливками из высокопрочного чугуна с шаровидным графиком позволяет сократить перевод металла в стружку на 60%.

Значительное сокращение расхода металла в стружку возможно при замене процесса резания пластическим деформированием. Например, накатывание вместо нарезания резьбы и шлицев, прикатка зубьев колес взамен шевингования, выдавливание фасок по периметру шлицевого отверстия вместо резания и др.

Новым направлением в технологии обработки как металлических так и неметаллических деталей можно считать внедрение лазеров.

Луч лазера можно сфокусировать в точку, размер которой составляет сотые доли миллиметра, и достигнуть температуры в сотни тысяч градусов. В частности, возможность сваривать термообработанные изделия без их разупрочнения позволяет значительно изменить технологический процесс изготовления некоторых изделий.

Деформации, вызываемые термической обработкой деталей, вынуждают оставлять значительные припуски на дальнейшую обработку деталей. Применение лазеров позволит устранить деформацию деталей и в ряде случаев необходимость механической обработки после термической обработки.

Электрофизические и электрохимические методы позволяют обрабатывать заготовки сложной формы и из труднообрабатываемых материалов. Например, электрохимическое удаление заусенцев при производстве шестерен позволяет достигнуть высокого качества кромок без применения процессов резания.

Комбинированные методы находят все более широкое распространение не только при изготовлении заготовок, но и при их механической обработке. В качестве примера рассмотрим процесс протягивания отверстий комбинированным инструментом.

При изготовлении зубчатых колес обработка отверстий влияет на качество изделия в целом. Применение заготовок с прошитым отверстием позволяет включить несколько предварительных операций (сверление и зенкерование) и сразу осуществить протягивание отверстий.

Требования малоотходной технологии отразились и на конструкции протяжного инструмента. В частности, деформирующее протягивание, кроме окончательной и промежуточной операции, может являться и подготовительной операцией, предшествующей дальнейшей обработке отверстий резанием, причем припуск на последующую обработку отверстия резанием может быть значительно уменьшен. Применение деформирующих протяжек позволяет уменьшить расход металла до 30% и сократить обработку резанием, необходимую удаления дефектного поверхностного слоя.

Различные комбинации деформирующих и режущих элементов позволяют не только уменьшить припуски на дальнейшую обработку отверстий, но и в ряде случаев исключить ее полностью вследствие полного удаления заданного припуска на операции протягивания. Применять комбинированное протягивание можно для широкой номенклатуры деталей, например, для обработки отверстий в коромысле пиана двигателя внутреннего сгорания, поворотного кулака передней оси трактора, цилиндра амортизаторов мотоциклов, легковых и грузовых автомобилей, втулки звена гусеницы трактора, внутренних колец подшипников, деталей типа труб и цилиндров и т.д. Достижения в области малоотходной технологии позволяют получить более точные заготовки и интенсифицировать процесс механической обработки.

Значительное сокращение припусков на обработку, а, следовательно, и сокращение расходов металла, может быть достигнуто при переходе на принципиально новые технологические процессы; при этом припуск на механическую обработку не должен превышать 1,5 мм на сторону.