Последовательность разработки технологических процессов механической обработки. Проектирование технологических процессов. Классификация технологических процессов

9.1 Задачи при проектировании технологических процессов

9.2 Порядок разработки технологических процессов механической обработки

Проектирование технологических процессов – важный элемент процесса производства. От степени рациональности технологического процесса зависят качество и стоимость продукции.

При проектировании технологических процессов должны быть решены две основные задачи:

– технологический процесс для заданных условий и масштаба производства должен обеспечить надежное (без брака) осуществление всех требований рабочего чертежа и технических условий на изделие:

– технологический процесс должен быть максимально экономичным (с минимальными затратами труда и средств производства).

При проектировании технологических процессов необходимо учитывать современные направления в технологии машиностроения. Для выбора наиболее экономичного варианта технологического процесса часто приходится составлять два-три конкурирующих варианта, которые сравнивают между собой. Обычно предпочтение при прочих равных условиях отдают наиболее экономичному варианту.

Степень проработки технологического процесса . В зависимости от масштаба производства технологический процесс бывает разработан более или менее подробно. В единичном и мелкосерийном производствах технологический разрабатывают не подробно. В этих условиях составляют так называемую маршрутную технологию («технологический маршрут») – перечень операций, и на каждую операцию определяют штучное время и разряд работ. Однако при обработке сложных и дорогих деталей даже в условиях единичного производства технологические процессы разрабатывают более подробно.

В серийном производстве представляют маршрутно-операционное описание технологического процесса. На наиболее сложные операции составляют операционные процессы (с режимами резания), а на простые – технологический маршрут. Для сложных и ответственных деталей (корпуса редукторов, коленчатые валы и др.) разрабатывают операционную технологию (характерную для массового производства).

При крупносерийном и массовом производстве составляют операционную технологию, которая более подробна, чем маршрутно-операционная.

Порядок разработки технологических процессов механической обработки. Проектирование технологических процессов состоит из следующих взаимосвязанных этапов: анализа исходных данных; технологического контроля чертежа детали; выбора типа производства; выбора заготовки; выбора баз; установления маршрута обработки отдельных поверхностей детали; проектирования технологического маршрута изготовления детали с выбором типа оборудования; расчета припусков, расчета промежуточных и исходных размеров заготовки; построения операций и выбора технологической оснастки; расчета режимов обработки; технического нормирования операций; оценки технико-экономических показателей процесса, оформления технологической документации.

Анализ исходных данных . К числу исходных данных для проектирования процесса механической обработки деталей относятся: рабочие чертежи деталей и технические условия на их изготовление; данные о годовой производственной программе; данные о заготовках, из которых должны изготавливаться детали; сведения о специфических условиях данного производства (действующий, реконструируемый, новый завод). Для нового завода можно проектировать технологический процесс с использованием самого новейшего оборудования. Для действующего и реконструируемого завода нужно располагать сведениями об имеющемся оборудовании.

При проектировании технологических процессов необходим также ряд справочных и нормативно-технических материалов (по припускам и допускам, по оборудованию – паспорта, каталоги и др., по режущим, измерительным и вспомогательным инструментам, режимам резания, вспомогательному времени, нормативная документация по технике безопасности, бланки технологической документации (маршрутные карты, технологические карты и карты операционного контроля).

Технологический контроль чертежа детали . Проектирование технологических процессов механической обработки начинается с тщательного изучения чертежа и технических условий на готовую деталь. Во многих случаях требуется также ознакомиться с чертежами узла и изделия, в которые входит обрабатываемая деталь, с условиями работы детали, программой выпуска деталей, а также с производственными условиями, в которых намечено выполнение процесса (оборудование, транспортные средства и др.)

В процессе анализа исходных данных технолог осуществляет технологический контроль чертежа и технических условий. При этом следует выявить пути улучшения технологичности конструкции детали. Это позволит уменьшить трудоемкость изготовления детали, снизить себестоимость ее изготовления (стандартный инструмент, соотношение точности и шероховатости и др.).

Выбор типа производства. Тип производства выбирают, исходя из производственной программы выпуска путем расчета такта выпуска деталей. Размер производственной программы определяют исходя из трудоемкости операций обработки, трудоемкости наладки оборудования на основных операциях, затрат незавершенного производства и других экономических и организационных соображений.

Выбор исходной заготовки . На выбор заготовки и метода ее получения значительное влияние оказывают характеристика материала, из которого должна изготавливаться деталь, ее конструктивные формы и размер, программа выпуска.

Метод получения заготовки должен обеспечить наименьшую себестоимость изготовления заготовки.

Выбор технологических баз является основой построения технологического процесса изготовления детали и имеет большое значение для обеспечения требуемой точности обработки экономичности процесса. Назначая технологические базы для первой и последующих операций обработки, следует руководствоваться следующими общими соображениями:

– установочная и направляющая базы должны иметь необходимую протяженность для обеспечения устойчивого положения заготовки при ее обработке;

– обрабатываемая заготовка должна иметь минимальные деформации от действия силы резания, зажимной силы и от действия собственной массы;

– в качестве технологической базы следует принимать поверхности, обеспечивающие наименьшую погрешность установки и исключающие погрешность базирования.

На первой операции должны быть обработаны те поверхности, которые будут приняты за технологическую базу для последующих операций.

Так как технологической базой на первой операции будут черновые (не обработанные) поверхности, следует выбирать те поверхности, которые допускают по возможности равномерное снятие припусков и достаточно точное взаимное расположение обрабатываемых и не подлежащих обработке поверхностей. Если все поверхности детали подвергают механической обработке, то в качестве базы на первой операции следует выбирать поверхности с наименьшим припуском, чтобы при последующей обработке не получилось брака из-за недостатка припуска.

На второй и последующих операциях технологические базы должны быть возможно точными по геометрической форме и по шероховатости поверхности.

Рекомендуется, если это возможно, соблюдать принцип совмещения баз, т.е. в качестве технологической базы принимать поверхности, которые будут одновременно измерительной базой. Если технологическая база не совпадает с измерительной то возникает погрешность базирования. Следует иметь в виду, что лучшие результаты по точности будут достигнуты в том случае, если технологической и измерительной базой служит конструкторская база.

Необходимо придерживаться принципа постоянства базы на основных операциях обработки, т.е. использовать в качестве технологической базы одни и те же поверхности. С целью соблюдения принципа постоянства баз в ряде случаев на деталях создают искусственные технологические базы, не имеющие конструктивного назначения (центровые гнезда валов, специально обработанные отверстия в корпусных деталях при базировании их на штифты и др.).

Если по условиям обработки не удается выдержать принцип постоянства базы, то в качестве новой базы принимают обработанную поверхность, по возможности наиболее точную и обеспечивающую жесткость установки заготовки.

Установления маршрута обработки отдельных поверхностей детали. На начальной стадии разработки технологического процесса составляют перечень технологических переходов, которые могут быть применены для достижения конечной точности и шероховатости поверхности, проставленных на рабочем чертеже детали. Между рабочим чертежом и технологическим процессом изготовления детали существуют тесные связи. Они обусловлены тем, что каждому методу обработки соответствуют определенные достижимые точность получаемого размера и шероховатость поверхности. Поэтому необходимый метод окончательной обработки поверхности подсказывается рабочим чертежом детали.

Выбор метода окончательной обработки облегчается использованием точностных характеристик различных технологических методов. Так как каждому методу обработки соответствует некоторое оптимальное значение припуска, а общий припуск обычно превышает значение, допускаемое для этого метода, то можно определить и методы предшествующей обработки. Например, при обработке шейки вала до диаметра 50h8 при использовании в качестве заготовки проката последовательность технологических переходов: 1) черновое точение, 2) чистовое точение, 3)шлифование. В данном случае переход чернового точения необходим для приближения формы и размеров заготовки к форме и размерам детали.

Определив первый и окончательный переходы, устанавливают необходимость промежуточных переходов. Например, недопустимо при обработке отверстия по 7-му квалитету точности после первого перехода (чернового растачивания отверстия) сразу применять чистовое развертывание, так как точность и качество поверхности после чернового растачивания не обеспечат качественного выполнения чистового развертывания.

Определение последовательности технологических переходов при обработке отдельных поверхностей позволяет выявить необходимые этапы обработки (черновая, чистовая и отделочная) и является базой для формирования технологического маршрута изготовления деталей и отдельных операций.

Проектирование технологического маршрута изготовления детали с выбором типа оборудования. На этапе разработки технологического маршрута припуски и режимы обработки не рассчитывают, поэтому рациональный маршрут выбирают с использованием справочных данных и руководящих материалов по типовым и групповым методам обработки.

Технологические маршруты весьма разнообразны и зависят от конфигурации детали, ее размеров, требуемой точности, программы выпуска, однако при проектировании маршрута следует руководствоваться некоторыми общими соображениями. С методической точки зрения эта работа может быть представлена следующей примерной схемой.

Сначала выявляют необходимость расчленения процесса изготовления детали на операции черновой, чистовой и отделочной обработки. Эту работу выполняют с использованием разработок по установлению маршрута обработки различных поверхностей данной детали.

Операцию черновой обработки целесообразно отделить от чистовой, чтобы уменьшить влияние деформации заготовки после черновой обработки. Однако если заготовка жесткая, а обрабатываемые поверхности незначительны по длине, то такое расчленение не обязательно.

Отделочная обработка, как правило, выполняется на конечной стадии процесса, Но от этого положения в отдельных случаях приходится отступать.

При формировании операций следует учесть, что определенная группа поверхностей потребует обработки с одной установки. К таким поверхностям относятся соосные поверхности вращения и прилегающие к ним торцовые поверхности, а также плоские поверхности, обрабатываемые в несколько позиций.

В самостоятельные операции выделяются обработка зубьев колес, нарезание шлицев, обработка пазов, сверление отверстий с применением многошпиндельных головок и др.

При формировании операций следует иметь в виду следующее:

– на первой операции необходимо обрабатывать те поверхности, которые будут использованы в качестве установочных баз на второй, а возможно и на последующих операциях механической обработки;

– наличие термической или химико-термической обработки.

При формировании технологического маршрута устанавливается тип применяемого оборудования. Станок выбирают по паспортам, каталогам, по фактическому наличию в соответствии с характером обработки, требованиями к точности и шероховатости поверхности на данной операции, размерами обрабатываемой детали, масштабом производства.

Размеры станка должны соответствовать размерам обрабатываемой детали. Необходимо стремиться к максимально эффективному использованию станка по мощности и времени, а для многопозиционных – позиций и суппортов. При выборе станка важным фактором является его стоимость и себестоимость обработки на нем детали.

В единичном производстве применяют универсальные станки, серийном – специализированные, а в массовом – специальные (автоматы, полуавтоматы, агрегатные и др.)

Выполненная наметка технологического маршрута оформляется в виде операционных эскизов заготовок с указанием схемы их базирования и с выделением жирными линиями обрабатываемых поверхностей.

В маршрут технологического процесса включают опущенные второстепенные операции (обработку крепежных отверстий, снятие фасок, зачистку заусенцев, промывку и др.).

Место термической операции в технологическом маршруте . В процессе изготовления детали операции термической обработки должны быть увязаны с операциями механической обработки. Различают предварительную, промежуточную и окончательную термическую обработку.

Предварительная ТО – осуществляется до выполнения операций механической обработки и заключается в отжиге, нормализации или улучшении заготовок. Поковки из конструкционных материалов, отливки и сварные заготовки подвергают операции отжига, что позволяет резко снизить остаточные напряжения в материале и улучшить его обрабатываемость резанием. Если при изготовлении деталей из среднеуглеродистых сталей окончательная термическая обработка заключается в нормализации или улучшении, то эти операции выполняют перед механической обработкой. Улучшение осуществляют до твердости не выше НRC 40 (НВ 390), так как при более высокой твердости обработка лезвийным инструментом затруднительна. Промежуточная ТО – применяется после чернового резания и заключается в нормализации стальных деталей и в процессе старения отливок. Нормализации подвергают заготовки из малоуглеродистых сталей, в том числе из легированных малоуглеродистых сталей (20Х, 20ХН), с целью обеспечения лучшей обрабатываемости при чистовом резании или при обработке методом пластического деформирования (раскатка отверстий и др.). Окончательная ТО – осуществляется в виде общей закалки детали или поверхностной. Если окончательная термическая обработка заключается в общей закалке детали до твердости выше НRC 40, то эту обработку ведут после чистовой обработки до шлифования. При необходимости цементации с последующей закалкой отдельных поверхностей детали применяют предварительное омеднение тех поверхностей, которые не подлежат цементации. Для предохранения поверхностей, подлежащих цементации от покрытия слоем меди, на эти поверхности наносят диэлектрики, чаще всего лак.

Определение припусков . Общий припуск на обработку равен сумме промежуточных припусков. Общий припуск на обработку зависит от ряда факторов: размеров и конфигурации деталей, материала детали, точности детали, способа изготовления заготовки и др.

Припуски следует назначать оптимальными с учетом конкретных условий обработки. Завышенные припуски приводят к излишнему расходу материала, возрастанию трудоемкости механической обработки, повышению эксплуатационных расходов станочной обработки (расход инструмента, электроэнергии и др.). Недостаточные припуски могут препятствовать исправлению погрешностей от предшествующей обработки и получению необходимой точности и шероховатости обработанной поверхности на выполняемом переходе.

Значения припусков устанавливают по опытно-статистическим данным (нормативным таблицам) или расчетно-аналитическим методом.

Расчетно-аналитический метод определения припусков применим для массового, крупно- и среднесерийного производства. В условиях единичного и мелкосерийного производства припуски устанавливают по нормативным таблицам.

На основе расчета промежуточных припусков возможно определение предельных промежуточных и исходных размеров заготовки. Построение схемы начинают с наименьшего предельного размера после окончательной обработки. Наибольшие предельные размеры заготовок получают прибавлением к наименьшим диаметральным размерам значений технологических допусков (на чистовое точение, черновое точение и допуск на размер исходной заготовки).

Наибольшие припуски получают путем вычитания наибольших предельных размеров заготовки на предшествующем и выполняемом переходам.

Построение операций и выбор технологической оснастки. При проектировании технологической операции выполняют следующие взаимосвязанные работы: выбирают структуру построения операции механической обработки; уточняют содержание технологических переходов в операции; выбирают модель станка; выбирают технологическую оснастку; рассчитывают режимы обработки; рассчитывают норму времени; определяют разряд работы; обосновывают эффективность операции.

Проектирование операции является многовариантной задачей, поэтому оценку возможных вариантов производят на основе технико-экономических расчетов. Проектируя отдельные операции, уточняют технологический маршрут изготовления детали и вносят в него необходимые коррективы.

При разработке структуры операции механической обработки необходимо стремиться к достижению наиболее экономичного варианта. Важным фактором, влияющим на себестоимость продукции, является производительность процесса, оцениваемая трудоемкостью единицы продукции, т.е. штучным временем. Основными составляющими которого являются основное и вспомогательное время.

В связи с эти при формировании операции с целью возможного перекрытия элементов основного и вспомогательного времени рассматривают схемы построения операций, отличающиеся:

– числом одновременно устанавливаемых заготовок (одноместные и многоместные схемы);

– числом участвующих в обработке инструментов – одноинструментная и многоинструментная обработка;

– порядком использования инструментов – последовательная, параллельная, параллельно-последовательная обработка. Выбор определенной схемы построения операции в значительной мере зависит от программы выпуска и размеров детали. При единичном производстве деталей любых размеров наиболее рациональной будет одноместная одноинструментная последовательная обработка, а при серийном и массовом производстве некрупных деталей – многоместная многоинструментная параллельная или параллельно-последовательная обработка.

Рисунок 29 - Примеры одноместной обработки

На рисунке 29 показаны примеры одноинструментной обработки: а – одноинструментная последовательная обточка ступенчатого вала: б – последовательная обработка несколькими инструментами – сверление и зенкерование отверстия; в – параллельная многоинструментная обработка – сверление и одновременно наружное точение; г – параллельно-последовательная обработка – выполнение фрезерно-центровальной операции в две позиции: на 1-й позиции – одновременное фрезерование двух торцов, на 2-й позиции – одновременное центрование торцов.

Выбор технологической оснастки . Одновременно с выбором оборудования выбирают приспособление, режущий и измерительный инструмент. При выборе технологической оснастки следует учитывать тип производства, вид изделия и программу его выпуска, характер намеченной технологии, возможность максимального применения имеющейся стандартной оснастки.

Выбор приспособлений в значительной мере зависит от программы выпуска деталей:

– в единичном и мелкосерийном производстве используют приспособления универсального типа (тиски, кулачковые патроны, делительные головки и др.);

– в серийном – универсальные переналаживаемые приспособления и приспособления для групповой обработки;

В массовом – высокопроизводительные специальные приспособления, позволяющие резко сократить время на установку и закрепление заготовки перед обработкой и на снятие заготовки по окончании выполнения операции.

Выбор режущего инструмента производят с четом метода обработки, материала обрабатываемой детали, ее размера и конфигурации, требуемого качества обрабатываемой поверхности, программы выпуска деталей. При выборе режущегоинструмента в первую очередь ориентируются на применение стандартного инструмента, однако на отдельных операциях, особенно в условиях серийного и массового производства, предусматривают специальный инструмент. Для режущей части инструмента широко используют твердые сплавы, обеспечивающие высокие скорости резания и сверхтвердые. Твердые сплавы: однокарбидные (ВК) – для обработки чугунов и цветных сплавов; двухкарбидные (ТК) – для обработки вязких материалов; трехкарбидные (ТТК) – для скоростного резания, чистовая обработка. При отделочной обработке расширяется применение алмазов (натуральных и синтетических), особенно при обработке цветных металлов и сплавов (бронзы, латуни, алюминиевых сплавов и т.п.), для правки шлифовальных кругов.

Выбор измерительных средств производят с учетом соответствия точностных характеристик инструмента точности выполняемого размера, вида измеряемой поверхности, а также масштаба выпуска деталей. В условиях единичного и мелкосерийного производства применяют в основном универсальные инструменты: штангенциркули, микрометры, нутромеры, универсальные индикаторные приборы и др. С увеличением масштаба выпуска деталей возрастает применение предельных калибров, шаблонов, различных контрольных приспособлений и автоматических средств контроля.

Расчет режимов обработки. Режимы обработки характеризуются глубиной резания, подачей и скоростью резания. В первую очередь назначают глубину резания, затем подачу и в последнюю очередь скорость резания. Методика расчета режимов резания при одноинструментной обработке заключается в следующем.

Прежде всего определяют предельные размеры:

– расчетный диаметр для наружных поверхностей – D p =D пред.опер и для внутренних поверхностей – D p =D послед.опер; при фрезеровании, сверлении и неподвижной детали расчетным диаметром является наружный диаметр инструмента;

– расчетную длину обработки с учетом врезания и перебега инструмента и взятия пробных стружек – L=l 1 +l+l 2 + l пр.

Глубину резания при черновой обработке назначают, исходя из соображений снятия припуска за один рабочий ход; в этом случае глубина резания будет соответствовать промежуточному припуску.

Расчетный припуск на обработку

– наружных поверхностей – ;

– внутренних поверхностей – .

Если припуск превышает допускаемый для данного случая обработки, то назначают два и более рабочих ходов i = 1; 2…, но глубину резания принимают максимально допустимую, чтобы уменьшить число рабочих ходов. При чистовой обработке глубину резания назначают, исходя из условия обеспечения точности получаемого размера и заданной шероховатости поверхности. Глубина резания .

После установления глубины резания выбирается подача. На подачу влияет глубина резания, характер обработки, обрабатываемый материал, сечение державки резца (для токарной обработки). Обычно задается интервал, например, мм/об. Подача должна быть максимально технологически допустимая. При черновой обработке подача лимитируется прочностью и жесткостью элементов технологической системы, стараются выбрать наибольшую подачу и принимают ее ближайшее значение для станка мм/об. При чистовой обработке подача выбирается в зависимости от заданной шероховатостью поверхности с учетом обрабатываемого материала, скорости резания и радиуса при вершине резца (для токарной обработки). Выбирают меньшую подачу и корректируют по паспортным данным станка.

Период стойкости режущего инструмента Т выбирают по нормативам (среднее значение) в зависимости от размера и типа режущего инструмента, характеристики материала обрабатываемой детали и условий работы.

После определения глубины подачи и периода стойкости режущего инструмента определяют скорость резания:

,

где Т m – период стойкости инструмента;

С V – постоянная величина, зависящая от материала инструмента, материала детали, вида обработки и характера обработки;

t –глубина резания;

s – подача;

m, х v , у v – показатели степени, определяют по справочнику.

Скорость резания зависит от выбранной глубины резания и подачи, качества обрабатываемого материала, режущих свойств инструмента, геометрических параметров режущего элемента инструмента и других факторов. В повседневной практике скорость резания определяют на основании нормативов режимов и вносят поправки в связи с факторами, не учитываемыми нормативами , м/мин.

По данным скорости резания находят расчетную частоту вращения режущего инструмента или заготовки (n) или расчетное число двойных ходов инструмента в минуту.

К р – поправочный коэффициент, представляет собой произведение из ряда коэффициентов, учитывающих изменения условий резания

К р = К М К φ К γ К λ К r .

Эффективную мощность на резце определяют по формуле N e =P z ·V·10 -3 , кВт. Мощность на приводе станка определяют по формуле N пр = N e /η ст и сравнивают с мощностью станка (N пр должна быть меньше N e).

По найденным значениям режима резания производят проверочный расчет по усилию подачи, допускаемому прочностью механизма подачи станка, по крутящему моменту, допускаемому прочностью привода главного движения, по мощности станка. Если необходимо, корректируют рассчитанные значения подачи и скорости резания.

Создание современных эффективных производств требует крупных материальных затрат, длительных сроков проектирования и внедрения, значительных усилий специалистов различного профиля, участия многих организаций и предприятий (генеральной проектной организации с опытными архитекторами, субпроектантов, специалистов предприятия-заказчика (технологов, служащих отдела капитального строительства (ОКС) предприятия), разработчиков и изготовителей оборудования и технических средств, монтажных и строительных организаций). Поэтому предпроектные работы имеют большое значение для сокращения затрат на проектирование. Они выполняются с целью сбора исходных данных, анализа существующего уровня производства, разработки технико-экономического обоснования (ТЭО ) или технико-экономического расчета (ТЭР ) целесообразности создания нового, расширения, реконструкции или технического перевооружения существующего (действующего) производства, разработки технической заявки (технического задания) на проект и подготовки различных технических материалов для проведения проектных работ.

Предпроектные работы чаще всего проводят за два этапа:

1) предпроектное обследование и разработка ТЭО или ТЭР;

2) разработка и утверждение технической заявки на создание и внедрение производственной системы.

При реконструкции производства необходимо иметь большее количество исходных данных, чем при проектировании нового производства, так как в проекте будут использованы уже имеющиеся на заводе здания, сооружения, оборудование и т. д. Поэтому перед началом реконструкции на завод выезжает группа проектантов, которая изучает производство, подбирает и систематизирует необходимые сведения о заводе и его цехах. Для комплексного обследования предприятия в состав группы включают технологов, строителя, энергетика, экономиста и других специалистов.

Если реконструкция сопряжена с полным изменением профиля производства для выпуска совершенно новой продукции, не изготовлявшейся ранее, то обследование касается главным образом данных о площадке и цехах завода, а также об имеющемся оборудовании. Трудоемкость и станкоемкость (требуемое количество станков) прежних изделий при этом не рассматриваются, т. к они будут другими при производства новых изделий.

Основная цель обследования - изучение производственных, материальных, финансовых и людских ресурсов действующего производства. Обследование перед реконструкцией производства проводят комплексно по нескольким частям.

1. Общая и технико-экономическая части содержат общие данные по действующему производству, данные о его составе, объеме производства и номенклатуре выпускаемой продукции, производственном кооперировании, производственных фондах; данные о составе работающих и их квалификации, уровне заработной платы, себестоимости продукции, общие выводы и основные технико-экономические показатели.

2. Генеральный план, транспорт и складское хозяйство.

3. Технологическая часть содержит сведения о назначении цеха, выпускаемой продукции и производственной кооперации (внутренней и внешней), размещении цеха, режиме его работы, станкоемкости и трудоемкости изготовления продукции, организации производства, составе цеха и технологических процессах.

4. Строительная часть содержит данные о природных и инженерно-геологических условиях площадки, характеристиках здания, условиях осуществления строительства, подъездных путях, площадках разгрузки и хранения строительных конструкций.

5. Санитарно-техническая часть и производственное водоснабжение содержат сведения о существующих источниках водоснабжения, системах и сооружениях хозяйственно-фекальной, производственной канализации, внутрицеховых санитарно-технических устройствах.

6. Энергетическая часть содержит данные о схеме электроснабжения и теплоснабжения, их мощности, источниках тепла и пара, воздухоснабжении и газоснабжении, внутрицеховых промышленных трубопроводах, энерготехнологические данные испытательных станций, стендов, данные о кооперировании энергетических ресурсов.

На основе обобщенных результатов обследования разрабатывается ТЭО целесообразности создания новой производственной системы. ТЭО содержит краткую оценку текущего состояния производственной системы, ее готовности к преобразованию и предполагаемых масштабах внедрения с учетом специфики обследуемого цеха (предприятия) и выпускаемой им продукции.

Основные параметры производственной системы (трудоемкость, станкоемкость, состав и количество оборудования, потребность в площади, численность работающих и т. д.) определяются в ТЭО в минимально короткие сроки и подлежат уточнению на последующих стадиях разработки технического задания на проектирование (аванпроекта) и технологической части рабочего проекта. В нём указываются капитальные затраты, технико-экономические показатели, которые предполагается достичь, в том числе снижение станкоемкости и трудоемкости, повышение производительности труда, увеличение коэффициента загрузки и сменности работы оборудования, уменьшение численности работающих, высвобождение производственных площадей, сокращение длительности производственного цикла и т. д.

Предлагаемые технические решения должны соответствовать перспективным направлениям развития и внедрения новой техники и технологий, использовать новейшие достижения в области ресурсосберегающих технологий, автоматизированное оборудование, средства вычислительной техники и её программное обеспечение. Созданная производственная система ко времени пуска в эксплуатацию должна соответствовать по технико-экономическим показателям лучшим отечественным и зарубежным образцам.

Автоматизацию целесообразно выполнять комплексно, т. е. автоматизировать и все вспомогательные процессы в цехе. Полная реконструкция и техническое перевооружение предприятия в короткий срок возможна лишь при обеспечении необходимыми ресурсами и соответствующем планировании. В противном случае приходится ограничиваться частичной реорганизацией, направленной на создание отдельных предметно-специализированных производств.

Материалы обследования содержат также отчетные данные предприятия за год, предшествующий году разработки рабочего проекта, и плановые показатели преобразованного предприятия на момент ввода и освоения проектной мощности. Главный инженер проекта и главный конструктор проекта проверяют материалы каждой части ТЭО и уточняют на месте обследования.

Основанием для разработкитехнической заявки на создание производственной системы является ТЭО, утвержденное руководителями генерального проектанта и заказчика.

Основанием для начала предпроектных работ по созданию новой производственной системы является решение руководства предприятия или директивное указание министерства (для предприятия, входящего в состав министерства).

Разработку задания на проектирование проводит заказчик проекта совместно с проектной организацией с учетом данных технико-экономического обоснования.

Основанием для проектирования участков и цехов, реконструкции или расширения их, а также технического перевооружения является задание на проектирование, в которое входят все данные, собранные в предпроектный период.

При разработке технического задания на проектирование необходимо решить следующие задачи: технические, экономические, организационные, социально-бытовые.

Технические задачи:

а) разработка технологических процессов для каждой детали (изделия);

б) расчет трудоемкости изготовления всех деталей (изделий) в год;

в) установление типажа оборудования для каждой операции всех технологических процессов (всех деталей или изделий);

г) расчет потребного количества всех элементов производства (станков, площадей, рабочих и т. д.);

д) выполнение компоновки здания, цеха и планировки оборудования;

е) разработка вопросов охраны труда и окружающей среды.

Экономические задачи:

а) выявление экономической целесообразности принимаемых технических решений;

б) расчет себестоимости и рентабельности;

в) расчет размеров основных и оборотных средств;

г) решение вопросов финансирования в период проектирования, строительства и в период освоения выпуска продукции, решение вопросов возвращения кредитов;

д) решение вопросов снабжения предприятия сырьем и материалами, обязательно из нескольких источников (дублирование на экстренные случаи).

Организационные задачи:

а) разработка принципов формирования производственных подразделений;

б) разработка структуры управления;

в) решение вопросов организации труда, снабжения рабочих мест заготовками, инструментами и материалами;

г) организация служб производства (складской, транспортной, контроля и т. д.).

Социально-бытовые задачи:

а) создание безопасных и удобных условий труда и отдыха;

б) организация питания; в особых случаях – снабжение товарами и продуктами;

в) организация медицинского обслуживания.

При разработке нескольких вариантов проекта (как правило, это 2-3 варианта) механосборочного производства или его частей необходимо выбрать оптимальный. Оптимальность (эффективность) проектного решения оценивается несколькими показателями различной размерности (у одних показателей это количество (штук), у других это степень удобства, у других – стоимость в рублях). В этом случае используется многокритериальная оценка качества решения. Выбранные показатели оцениваются (взвешиваются) по значимости, определяемой на основании экспертной оценки и статистических данных. Каждому показателю присваивается свой коэффициент, соответствующий степени важности этого показателя. Затем этот показатель (например, степень незавершённого производства) умножается на свой коэффициент, после чего все полученные произведения показателей и соответствующих коэффициентов суммируются. Лучшим признаётся тот вариант проекта, у которого наибольшая (или наименьшая) сумма.

Различают два периода проектирования : предпроектный и проектный.

Предпроектный – это период для подготовки к проектированию. Он содержит:

1. Уточнение поставленной задачи. Сбор необходимых сведений: чертежей или эскизов деталей, программ выпуска каждой детали в ближайшее время и в перспективе; проверка наличия готовых технологических процессов или разработка отсутствующих (подробно для массового, крупносерийного и среднесерийного производства и укрупненно для мелкосерийного и единичного); расчет трудоемкости обработки и сборки; расчет количества оборудования основного и вспомогательного производств; расчет производственной и общей площади.

2. Технико-экономическое обоснование целесообразности строительства нового здания, реконструкции, расширения или технического перевооружения действующего производства.

3. Выбор площадей под строительство с учётом геологических и геодезических обследований.

4. Разработку технического задания на проектирование с учетом всех уточнений. Техзадание согласуется со всеми компетентными службами (санитарной, пожарной охраной, водоканалом, телефонной, ГИБДД, экологической, госнадзором и т. п.) и после этого утверждается на градостроительном совете в мэрии.

5. После утверждения выдается разрешение на проектирование и резервируются площади под планируемое строительство. Разрешение выдается на определенный срок (обычно от 1 года до 3-х лет), в течение которого необходимо представить готовый проект.

В техзадании на проектирование указываются:

1. Номенклатура и объем выпуска продукции (в натуральном и ценностном выражении).

2. Предполагаемая компоновка и планировка цеха.

3. Обоснование выбора площадки, ее размер, рельеф, данные георазведки, условия освоения площадки.

4. Номенклатура и объем производимых заготовок и получаемых от других предприятий.

5. Режим работы и эффективные фонды времени работы оборудования (сколько смен и их продолжительность, сколько часов в году должно работать оборудование с учетом ремонта и обслуживания).

6. Эффективный фонд времени рабочих.

7. Требования по охране окружающей среды и утилизации отходов.

8. Когда и за счет кого предусмотрено расширение производства, его размеры.

9. Очередность сдачи пусковых объектов.

После утверждения техзадания на градостроительном совете и получения разрешения на проектирование начинается проектный период (проектирование). Проектирование может вестись в две стадии и в одну. В одну стадию проектирование ведется при наличии типового проекта (когда-то и для кого-то делался проект, он прошел утверждения по всем инстанциям и имеется в архиве). Это наиболее дешевый и быстрый способ проектирования.

В две стадии проектирование выполняется по уникальному проекту. В этом случае сначала выполняется проект в соответствии с техзаданием, он согласуется со всеми компетентными службами (как и техзадание), утверждается на градостроительном совете мэрии и после этого выдается разрешение на строительство (обычно сроком на 3 года). При этом обычно указывается строительная организация и этапы контроля строительства (огораживание места строительства и оборудование подъездных путей, копки котлована, забивки свай, сооружения фундамента и т. д.). После утверждения на градостроительном совете самого проекта приступают ко второй стадии – подготовке рабочей документации для проекта (расчет потребного количества плит перекрытия, кирпича, бетона и т. п.).

Такая последовательность проектирования применяется для сокращения расходов. Так, например, выявление недопустимых решений на стадии техзадания позволит избежать ненужных затрат при проектировании, которое оценивается около 10 % затрат на строительство, что составляет несколько миллионов рублей.

Проектирование выполняет обычно проектная организация, имеющая лицензию на данные виды работ. Ведущая проектная организация может поручать некоторые виды работ субподрядчикам, например, проектирование системы вентиляции, электроснабжения и т. п. На начальной стадии проектирования архитекторы-проектировщики уже ориентируются на определенную строительную организацию, учитывается особенность работы и применения строительных конструкций, опыт сотрудничества и т. д. При не рациональном выборе строительных конструкций увеличиваются затраты на изготовление, транспортировку (иногда приходится привозить даже из другого региона) и монтаж. Очень важно правильно выбрать проектную и строительную организации, т. к. от этого зависит качество работ и отсутствие проблем при защите техзадания и проекта на градостроительном совете, при строительстве и сдаче объекта.

Ответы.

Исходная информация и последовательность проектирования технологических процессов.

Технологические процессы разрабатываются при проектировании новых, реконструкция действующих предприятий, а также при организации производ­ства новых изделий на действующих предприятиях. При этом принятые вариан­ты являются основой для всех технико-экономических расчетов и проект-ных решений. Уровень разработки технологические процессов определяет уровень работы предприя-тия. Кроме того, технологические процессы разрабатываются и корректируются в условиях действую-щих предприятий при выпуске освоен­ной продукции. Это вызывается непрерывными конструктивны-ми усовершенствованиями изделий, необходимостью систематического использования и внедрения в действующее производство достижений науки и техники путем разра­ботки и проведения организацио-нно-технических мероприятий, необходимо­стью ликвидации «узких» мест производства.

Исходные данные для проектирования технологических процессов

Исходные данные (информация) для проектирования технологических процессов подразделяют на: ба-зовые; руководящие; справочные. Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкто-рской документации на изделие и программу выпуска: чертеж детали с техническими требованиями на изготовление; чертежи сборочных единиц, определяющие служебное назначение дета­лей и их отдель-ных поверхностей; условия работы деталей; объем выпуска; плановые сроки выпуска. Руководящая информция предопределяет подчиненность принимаемых решений стандартам, учет перспективных разработок. Руководящая информация включает: стандарты, устанавливающие требования к техноло-гическим процессам и методам управления ими; стандарты на оборудование и оснастку; документацию на действующие единичные, типовые и групповые техно­логические процесссы, классификаторы техни-ко-экономической информации; производственные инструкциями, материалы по выбору технологичес-ких нормативов (режимов обработки, припусков, норм расхода материалов и др.); документацию по охране труда. К справочной информации относятся: опыт изготовления аналогичных изде­лий, методи-ческие материалы и нормативы, результаты научных исследований Справочная информация включает: данные, содержащиеся в технологической документации опытного производства; описание прогрессив-ных методов изготовления и ремонта; каталоги, паспорта, справочники; альбомы компоновок прогресс-сивных средств технологического оснащения, планировки производственных участков; методические материалы по управлению технологическими процессами Обширная справочная информация содер-жится также в учебниках, учебных пособиях, методических указаниях, монографиях и периодических изданиях. При проектировании технологических процессов для действующих пред­приятий должна учитываться общая производственная обстановка: наличие площадей; состав и степень загрузки обору-дования; наличие технологической оснастки; обеспеченность предприятия квалифицированной рабо-чей силой и др.

Последовательность проектирования технологических процессов изготовления деталей машин.

Процесс технологического проектирования содержит ряд взаимосвязанных и выполняемых в опреде-ленной последовательности этапов. К ним относятся: анализ исходных данных; технологический кон-троль чертежа; определение типа и организационной формы производства; выбор вида исходной заго-товки и метода ее получения; выбор вида технологического процесса; разработка технологического кода детали на основе технологического классификатора; выбор технологических баз и схем базирова-ния заготовки; выбор методов обработки поверхностей заготовки; проектирование маршрута обработ-ки; разработка структуры операций; выбор средств технологического оснащения (оборудования, прис-пособ­лений, режущих и измерительных инструментов); назначение и расчет режимов обработки, наз-начение и расчет припусков и операционных размеров: нормирование технологического процесса и определение квалификации работы; выбор средств механизации и автоматизации элементов техноло-гического процесса и средств внутри-цехового транспорта; составление планировки (по необходимос-ти) и разработка операций перемещения деталей и отходов; разработка мероприятий по обеспечению требований техники безопасности и производственной санитарии; комплексная технико-экономическая оценка технологического процесса; оформление технологической документации.

Проектирование типовых и групповых технологических процессов.

Типовой ТП - это технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой ТП - это технологический процесс изготовления группы изде­лий с разными конструктив-ными, но общими технологическими признаками.

Технология изготовления тел вращения.

К валам относят детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения; имеющи-ми одну общую прямолинейную ось при отношении длины цилиндрической части к наибольшему на-ружному диаметру более двух. Валы классифицируются по различным признакам: По форме наруж-ных поверхностей : бесступенчатые; ступенчатые; с фасонными частями (конусами, шлицами, флан-цами, зубчатыми вен­цами, кулач-ками, рейками и т. п.). По форме внутренних поверхностей : сплош-ные; полые. По соотношению размеров : жесткие: нежесткие. Жесткими считаются валы, у которых отношение длины к диаметру не превышает 10... 12. Валы с большим соотношением называют нежест-кими. Особую группу составляют коленчатые, кулачковые валы, шпиндели и крупные валы (диамет-ром более 200 мм и массой более 1 т.).

Основные технологические задачи при обработке валов следующие : выдержать точность и шеро-ховатость поверхностей, выдержать прямолинейность общей оси; выдержать концентричность повер-хностей вращения; выдержать соосность резьб с наружными поверхностями или точными внутренними цилиндрическими отверстиями; обеспечить параллельность шпоночных канавок и шлицев оси вала.

Основные схемы базирования

Основными конструкторскими базами большинства валов являются поверхности опорных шеек. Одна-ко использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей на всех опе-рациях затруднительно. Для условия сохранения единства и постоянства баз за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий.Для исключе­ния погрешности базирования при выдер-живании длин ступеней от торца вала необходимо в качестве опорной технологической базы использо-вать торец заго­товки. С этой целью заготовку устанавливают на плавающий передний центр. Передача крутящего момента при установке вала в центрах осуществляется с помощью поводкового патрона или хомутика.

Технология изготовления втулок

К втулкам относят детали, образованные наружными и внутренними по­верхностями вращения, имею-щими одну общую прямолинейную ось при отно­шении длины цилиндрической части к наибольшему наружному диаметру бо­лее 0,5 и менее или равное 2.

Технологические задачи при обработке втулок заключаются в достижении концентричности наруж-ных и внутренних поверхностей и перпендикулярности торцев к оси отверстия. При изготовлении тон-костенных втулок возникает до­полнительная задача закрепления заготовки и ее обработке без дефор-маций.

Основные схемы базирования

Технологические маршруты обработки втулок в зависимости от их точно­сти и конфигурации строятся по одному из трех вариантов:1 Обработка наружных поверхностей, отверстий и торцев за один уста-нов. Применяется для изготовления мелких втулок, не обработанных термически, из прутка или трубы на токарно-револьверных автоматах, одношпиндельных или многошпиндельных токарных автоматах. Технологическая база – наружная по­верхность и торец прутка. 2 Обработка всех поверхностей за два установа или за две операции с ба­зированием при окончательной обработке наружной поверхности по отверстию (обработка от центра к периферии). Применяется в тех случаях, когда точность внутреннего отверстия задана чертежом выше, чем наружной поверхности. В этом случае порядок черновых перехо-дов строго не регламентируется.При чис­товой обработке сна чала обрабатывается отверстие Обрабо-танное отверстие принимается за технологическую базу (при помощи оправки) и окончательно обраба-тывается наружная поверхность. 3. Обработка всех поверхностей за два установа или за две операции с ба­зированием при окончательной обработке по наружной поверхности (обработка от периферии к цен-тру) Применяется в случаях, когда точность наружных по­верхностей по чертежу выше, чем у внутрен-него отверстия. Порядок черновых переходов - любой. При чистовой обработке сначала обрабатывает-ся наружная поверхность. Эта поверхность принимается за технологическую базу (в патроне) и обраба-тывается внутреннее отверстие. При выборе схемы базирования следует отдавать предпочтение базиро-ва­нию по отверстию (обработка от центра к периферии).

Малярная (для литья).

Токарная: Расточить отверстие с припуском под последующую обработку и подрезать торец.

Технологическая база - черная поверхность обода или ступицы и торец Выполняется в зависимости от конструкции и типа производства на токарном, револьверном или карусельном станке.

Токарная. Подрезать второй торец.

Технологическая база - обработанные отверстия и торец.

Протяжная: Протянуть цилиндрическое отверстие Технологическая база - торец Станок-вертикаль-но-протяжной.Протяжная или долбежная: Протянуть или долбить шпоночный паз. Технологическая база отверстие и торец.Станок - вертикально-протяж­ной или долбежный.

Токарная(черновая ): Точить наружный диаметр и торцы обода, точить клиновидные канавки. Технологическая база - отверстие. Станок токарный или многорезцовый токарный.

Токарная (чистовая ): Точить наружный диаметр и канавки. Технологическая база – отверстие. При криволинейной образующей точе­ние производится на токарно-копирова-лъном станке или токарном станке по копиру.

Сверлильная: Сверлить отверстие и нарезать резьбу (если требуется по чертежу). Тех-нологическая база – торец. Станок - сверлильный.Балансировочная : Балансировка и высверливание отверстий для устранения дисбаланса. Технологическая база - отверстие. Станок балансировочный.

Шлифовальная : Шлифование ступиц (если требуется по чертежу). Технологическая база - отверстие и торец, станок - круглошлифовальный.

Основные схемы базирования

У колес со ступицей (одновенцовых и многовенцовых) с достаточной дли­ной центрального базового отверстия (L/D>1) в качестве технологических баз используют: двойную направляющую поверхность отверстия и опорную базу в осевом направлении – поверхность торца. У одновенцовых колес типа дис-ков (L/D<1) длина поверхности отверстия недостаточна для образования двойной направляющей базы. Поэтому после обработки отверстия и торца установочной базой для последующих операций служит торец, а поверхность отверстия-двойной опорной базой. У валов-шестерен в качестве технологических баз используют, как правило, поверхно­сти центровых отверстий.На первых операциях черновыми тех-нологическими базами являются на­ружные необработанные «черные» поверхности. После обработки отверстия и торца их принимают в качестве технологической базы на большинстве опера­ций. Колеса с нарезанными зубьями после упрочняющей термообработки при шлифовании отверстия и торца (испра-вление технологических баз) базируют по эвольвентной поверхности зубьев для обеспечения наибо-льшей соосности на­чальной окружности и посадочного отверстия. Для обеспечения наилучшей кон-центричности поверхностей вращения колеса применяют следующие варианты базирования. При обра-ботке штампованных и литых заготовок на токар­ных станках за одну установку заготовку крепят в ку-лачках патрона за черную поверхность ступицы или черную внутреннюю поверхность обода. При обра­ботке за две установки заготовку сначала крепят за черную поверхность обода и обрабатывают отверстие, а при второй установке заготовки на оправку обраба­тывают поверхность обода и другие поверхности колеса.

Основные схемы базирования

Схемы базирования корпусных деталей зависят от выбранной последова­тельности обработки. При обработке корпусов используются следующие после­довательности :

а) обработка от плоскости, т.е. сначала обрабатывают окончательно уста­новочную плоскость, затем ее принимают за установочную технологическую базу и относительно нее обрабатывают основные отверстия;

б) обработка от отверстия, т.е. сначала обрабатывают окончательно основ­ное отверстие, оно принима-ется за технологическую базу, а затем от него обра­батывают плоскость.

Более точной является обработка от отверстия, поскольку позволяет иметь равномерный припуск при его обработке. Такая последовательность применяет­ся для корпусов с точными отверстиями больших размеров и точными расстоя­ниями от плоскости до основ-ного отверстия (например, корпус задней бабки токарного станка).При обработке от плоскости труднее выдержать два точных размера-диа­метр отверстия и расстояние от его центра до плоскости ввиду возможности по­лучения неравномерного припуска на обработку отверстия. Корпусные детали базируют, выдерживая принципы постоянства и совме­щения баз. При обработке корпусных деталей призматического типа применяют следующие основные виды базирования: а) по трем плоскостям, образующим координатный угол; б) по плоскос-ти и двум точным отверстиям.

Базирование по трем плоскостям применяется редко ввиду ограниченности доступности к поверхнос-тям корпуса для обработки и необходимости в переус­тановках заготовки для обработки поверхностей, закрытых зажимными элемен­тами приспособления. Наибольшее распространение получило базирова-ние по плоскости и двум отверстиям, как правило, развернутыми по 7-му квалитету точности. У дета-лей фланцевого типа при базировании используют торец фланца и два отверстия, одно из которых мо-жет быть выточкой в торце, а второе - малого диаметра во фланце.

Подготовительные операции

Термическая: Отжиг (низкотемпературный) для уменьшения внутренних напряжений.

Обрубка и очистка заготовки : У отливок удаляют литники и прибыли: на прессах, ножницах, ленточ-ными пилами, газовой резкой и т.д. Очистка отливок от остатков формовочных сме­сей и зачистка свар-ных швов у сварных заготовок производится дробеструйной или пескоструйной обработкой.

Малярная: Грунтовка и окраска необрабатываемых поверхностей (для деталей не под­вергаемых в да-льнейшем термообработке) Операция производится с целью предохранения попадания в работающий механизм корпуса чугунной пыли, об­ладающей свойством «въедаться» в неокрашенные поверхности при механиче­ской обработке.

Контрольная: Проверка корпуса на герметичность. Применяется для корпусов, заполняемых при ра-боте маслом. Проверка производится ультразвуковой или рентгеновской дефектоскопией. В единичном производстве или при отсутствии дефектоскопии проверка может производиться при помощи керосина или мела. Для деталей, работающих под давлением, применяется проверка корпуса под давлением.

Разметочная: Применяется в единичном и мелкосерийном производствах. В остальных типах произ-водств может применяться для сложных и уникальных заготовок с целью проверки выкраиваемости детали.

Методы сборки изделий.

При соединении деталей машин при сборке необходимо обеспечить их взаимное расположение в пре-делах заданной точности. Вопросы, связанные с достижением требуемой точности сборки решаются с использованием анализа размерных цепей собираемого изделия. Достижение заданной точности сбор-ки заключается в обеспечении размера замыкающего звена размерной цепи, не вы­ходящего за пределы допуска.

В зависимости от типа производства различают пять методов достижения точности замыкающе-го звена при сборке: 1. Полной взаимозаменяемости.2. Неполной взаимозаменяемости.3. Групповой взаимозаменяемости.4. Регулирования.5. Пригонки.

Метод полной взаимозаменяемости экономично применять в крупносерий­ном и масссовом произ-водстве. Основан метод на расчете размерных цепей на максимум-минимум. Метод прост и обеспе-чивает 100 %-ую взаимозаменяе­мость. Недостаток метода-уменьшение допусков на составляющие звенья, что приводит к увеличению себестоимости изготовления и трудоемкости.

Метод неполной взаимозаменяемости заключается в том, что допуски на размеры деталей, состав-ляющие размерную цепь, преднамеренно расширяют для удешевления производства. В основе метода лежит положение теории веро­ятности, согласно которому крайние значения погрешностей, составляю-щих звеньев размерной цепи встречаются значительно реже, чем средние значения. Такая сборка целее-сообразна в серийном и массовом производствах при много­звенных цепях.

Таблица Методы достижения точности замыкающего звена, при­меняемые при сборке

Метод	Сущность метода	Область применения
Полной взаимо­заменяемости	Метод,при котором требуемая точ-ность замыкающего звена размер-ной цепи достигается у всех объек-тов путем включения в нее состав-ляющих звеньев без выбора, под-бора или изменения их значе­ний	Использова экономично в условиях достижения высокой точности пр и ма­лом числе звеньев раз-мерной цепи и при достаточно большом числе изделии и, подлежащих сборке
Неполной взаимозаменяе­мости	Метод, при котором требуемая точ-ность замыкающего звена размер-ной цепи достигается у заранее обусловленной части объектов пу-тем включения в нее составляю­щих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений	Использование целесообразно для дос­тижения точ-ности в многозвенных раз­мерных цепях, допуски на составляющие звенья при этом больше, чем в предыду­щем методе, что повышает экономичность получения сборочных единиц, у части изделий пог-решность замыкающе­го звена может быть за пре-делами допус­ка на сборку, т.е. возможен опреде-лен­ный риск несобираемости
Групповой взаимозаме-няе­мости	Метод, при котором требуемая то-чность замыкающего звена размер-ной цепи достигается путем вклю-чения в размерную цепь состав-ляющих звеньев, принадлежащих одной из групп, на которые они предварительно рассортированы	Применятся для достижения наиболее высокой точ-ности замыкающих звеньев малозвенных размер-ных цепей; требует четкой организации сортировки деталей на размерные группы, их маркировки, хра-нения и транспортирования в специ­альной таре
Пригонки	Метод при котором точность замы-кающего звена размерной цепи дос-тигается изменением размера ком-пенсирующего звена путем удалее-ния с компенсатора опреде­ленного слоя материала,	Используется при сборке изделий с большим чис-лом звеньев, детали могут быть изготовлены с эко-номичными до­пусками, но требуются дополните-льные затраты на пригонку компенсатора, экономи-чность в значительной мере за­висит от правильного выбора компен­сирующего звена, которое не дол-жно принадлежать нескольким связанным размер-ным цепям
Регулирова-ния	Метод, при котором требуемая точность замыкающего звена раз­мерной цепи достигается измене­нием размера или положения ком­пенсирующего звена без уда-ления материала с компенсатора.	Аналогичен методу пригонки, но имеет большее преимущество в том, что при сборке не требуется выполнять допол­нительные работы со снятием слоя ма­териала, обеспечивает высокую точ­ность и дает возможность периодически ее восста-навливать при эксплуатации машины.
Сборка с ком­пенсирующи-ми материалами	Метод, при котором требуемая то чность замыкающего звена разме-рной цепи достигается примене-нием компенсирующего материа-ла, вводимого в зазор между соп-рягаемыми поверхностями дета-лей после их установки в требуе-мом положении	Использование наиболее целесообразно для соединений и узлов, базирующихся по плос-костям (привалочные поверхно­сти станин, рам, корпусов, подшипни­ков, траверс и т. п..); в ре-монтной прак­тике для восстановления рабо-тоспособ­ности сборочных единиц, для изготов­ления оснастки

Метод групповой взаимозаменяемости применяют при сборке соединений высокой точности, когда точность сборки практически недостижима методом полной взаимозаменяемости (например, шарико-подшипники). В этом случае детали изготовляют по расширенным допускам и сортируют в зависи-мости от размеров на группы так, чтобы при соединении деталей, входящих в группу, было обеспечено достижение установленного конструктором допуска замы­кающего звена. Недостатками данной сборки являются: дополнительные затраты на сорти­ровку деталей по группам и на организацию хранения и учета деталей; услож­нение работы планово-диспетчерской службы. Сборка методом групповой взаимо-заменяемости применяется в массовом и крупносерийном производствах при сборке соединении, обеспечение точности которых другими методами потребует больших затрат.Сборка методом приго-нки трудоемка и применяется в единичном и мелко­серийном производствах. Метод регулировки имеет преимущество перед методом пригонки, т.к. не требует дополнительных затрат и применяется в мелко- и среднесерийном про­изводствах. Разновидностью метода компенсации погрешностей является способ сбор­ки плоскостных соединений с применением компенсирующего материала, (например, пластмассовой прослойки).

Исходные данные для проектирования технологических процессов сборки

Технологический процесс сборки представляет собой часть производст­венного процесса, содержащая Действия по установке и образованию соедине­ний составных частей изделия Исходными данными для технологического процесса сборки являются: 1 описание изделия и его служебное назначение; 2 сборочные чертежи изделия, чертежи сборочных единиц, спецификации деталей, входящих в изделие;3 рабочие чертежи деталей, входящих в изделие; 4 объем выпуска изделий.

При проектировании технологического процесса для действующего пред­приятия необходимы до-полнительные данные о сборочном производстве : 1 возможность использования имеющихся средств технологического ос­нащения, целесообразность их приобретения или изготовления;2местонахождение предприятия (для решения вопросов по специализации и кооперированию, снабжению); 3 наличие и перспективы подготовки кадров; 4 плановые сроки подготовки освоения и выпуска изделия. Кроме изложенных выше данных необходима руководящая и справочная информация: паспортные данные оборудования и его технологические возмож­ности, нормативы времени и режимов, стандарты на оснастку и т.д.

Типовые узлы станков.

Детали в механизмах станка по их принципиальному признаку можно разделить на группы несущие и направляющие системы и группы привода и управления. Детали и узлы первой группы обеспечивают правильное взаимоположение и направление прямонейно-сти и круговых перемещении узлов деталью и инструментом. Поэтому несущая система в основном обеспечивает точность формы детали. Механиз-мы второй обеспечивают формообразование и вспомогательные движения управления. Механизмы второй групппы в значительной степени определяют точность обработки огибание, винтовой поверх-ности, точность автоматической установки на размер и координаты сверления и растачивания. Элемен-ты несущей системы : 1.Станины и основания: плиты, тумбы, основания без направляющих; станины- простые горизонтальные с одной системой направляющих; простые вертикальные с одной системой направляющих; станины- основания с круговыми направляющими; сложные с несколькими системами направляющих; станины портальные.; 2 Детали и узлы для поддержания и поступательного или ка-чательного перемещения инструмента : суппорту, ползуны, револьверные головки, салазки суппор-тов, поперечены суппортов, рукава. 3.Детали и узлы для поддержания и поступательного движе-ния: столы, салазки столов, консоли; 4.Детали и узлы для поддержание и направления вращающи-хся деталей станка : корпусы коробок скоростей и подач, корпуса шпиндельных бабок. 5. Детали и узлы для вращения инструментов и изделий : шпинделя и их опору, задние бабки, планшайбы, вра-щающиеся колонны.

Механизмы привода и управления :

1. Механизмы формообразующих движений: главного движения- вращательного равномерного, посту-пательного с реверсированием ведущего движения, возратно-поступательного; движение подачи- неп-рерывного зависимого от движения шпинделя, переодического; делительных движений- движение обката, образование винтовых поверхностей.

2.Механизмы вспомогательных движений: транспортирование заготовок и изделий из бункера; зажима-инструмента, заготовок, узлов станка; установочные перемещения узлов станка; отвод стружкиломание уборка.

3. Механизмы управления: пуском, остановом, скоростью равномерных формаобразующих движений; получение точных размеров; копировальные; программные; авторегулирующие.

Шпиндельные узлы станков.

Шпиндель является одной из наиболее ответственной деталью станка. От него во многом зависит точность обработки. Поэтому к шпинделю предъявляют ряд повышенных требований. Конструкцию шпинделя определяют: 1.требумая жесткость, расстояние между опорами, наличие отверстия(для пропуска материала и других целей).2.конструкции приводных деталей(зубчатые колёса, шкивы) и их расположение на шпин-деле.3.тип подшипников и посадочные места под них.4. метод крепления патрона для детали или инстру-мента (определяет конструкцию переднего конца шпинделя).Шпиндели современных станков имеют слож-ную форму. К ним предъявляются высокие требование по точности изготовления; часто до половины всех проверок на точность, проводимых при изготовлении станка, приходится на шпиндельные узел. Техничес-кие условия на изготовлении шпинделей устанавливаются ГОСТом для станков данного класса. Так для шпинделей прецизионных станков средних размеров биение отверстия под подшипники относительно оси шпинделя не должно превышать 1 мкм, овальность и конусность шейки- 2 мкм. Это говорит о высоких тре-бованиях к шпинделю станка и ко всему шпиндельному узлу. Компоновка шпиндельных узлов связана с компоновкой всего станка, т.к. шпиндель является одним из главных его компонентов. В прецизионных станках (токарных, координатно-расточных и т. д.) стремятся выделить шпиндель в самостоятельный кон-структивный узел, отделив его от короб-ки скоростей. Этим значительнее уменьшается передача на шпин-дель вибрации и динамических нагрузок, возникающих в приводе. Компоновка шпиндельных узлов много-шпиндельных станков имеет свою специфику. Здесь расположение шпинделя зависит от расположении оси станка Х-Х(вертикальная и горизонтальная) и расположения по отношению к ней оси вращения шпинделя Z-Z . Ось станка Х-Х обычно совпадает с осью вращающегося стола или шпиндельного барабана. Для сок-ращения площадей и удобства обслуживания в многопозиционных станках широко распространяется вер-тикальная компоновка. Если деталь в период обработки вращается, то удобнее располагать ось вращения шпинделя Z параллельно оси стола. К этой группе относятся многошпиндельные автоматы и полуавтома-ты последовательного и параллельного действия для токарной обработке сверлильно-расточных работ. Расположение оси вращения шпинделя перпендикулярно оси стола. Обработка неподвижных деталей ха-рактерна для агрегатного сверлильно-расточного станка с поворотным столом, где шпиндели компонуют в многошпиндельных головках. Горизонтальное расположение оси стола, когда стол превращается в шпин-дельный барабан, характерна для большой группы станков многошпиндельных токарных автоматов и по-луавтоматов, а обработка неподвижных деталей на барабане с горизонтальной осью вращения производят-ся на барабанно-фрезерных станках с непрерывным временем барабана или на многопозиционных станках. Весьма важным является выбор материала шпинделя. Сред-ненагруженные шпиндели изготовляются обы-чно из стали 45 с улучшением (закалка и высокой отпуск). При повышенных силовых нагрузках приме-няют сталь 45 с низким отпуском.Для шпинделей, требующих высокой поверхностной твёрдости и вязкой сердцевины, применяют сталь 45 с закалкой ТВЧ и низким отпуском. При повышенных требованиях при-меняют сталь 40Х, 38ХМЮА, 38ХВФЮА(шпиндели быстроходных станков), 20Х с цементацией, закалкой и отпуском, 12ХН3(быстроходные и тяжело нагруженные шпиндели). Сталь 65Г применяют для крупных шпинделей. Весьма важным при конструктивном оформлении узла является выбор передач на шпиндель. Он зависит в первую очередь от частоты вращения и передаваемой силы. Зубчатая передача более проста и ком-пактна и передаёт значительные крутящие моменты, однако из-за ошибок шага она обеспечивает низ-кую шероховатость обработанной поверхности и, как правило, не применяется на шлифовальных, коорди-натно-расточных, отделочных-токарных и т. д.В станках с переменными силами резания (во фрезерных) с зубчатыми передачами уменьшается плавность вращения шпинделя и взрастают динамические нагрузки в деталях коробки скоростей. Поэтому зубчатая передача применяяется для частоты вращения не выше 35об/с. Для приводов шпинделей применяют как плоскоремённые, так и клиноремённые передачи. При расчёте привода характер нагрузки учитывают коэ-нт k , на который умножают значение окружной силы. Ремённые передачи применяются для шпинделей частота вращения которых не превышает 100 мин -1 и выше, когда скорость ремня достигает 60-100 м/с.Так для приводов внутришли-фовальных станков ремен-ная передача уже не может обеспечить передачу требуемой наг-рузки, т. к. под ремнём создаётся “воздуш-ный мешок” и возможна его неустойчивая работа. В этом случае привод шпинделя может осуществляться пневматической турбиной 1667 мин -1 или электошпинделем, который применяется при частоте вращения 2500 мин -1 и выше. Высокочастотные эле-ктрошпиндели представляют собой асинхронный электродвига-тель с коротко-замкнутым ротором на 200-800 Гц. несущие шлифовальные круги.

Сборочное оборудование

Оборудование, используемое при сборке, делится на две группы: технологическое и вспомогательное. Технологическое оборудование предназначено для выполнения работ по осуществлению различных сопряжений деталей, их регулировке и контролю. Вспомогательное оборудование предназначено для механизации вспомогательных работ.

Сборочные приспособления

Сборочные приспособления служат для механизации ручной сборки, обес­печивают быструю установку и закрепление сопрягаемых элементов изделия. По степени специализации их подразделяют на уни-версальные и специальные.Универсальные приспособления применяют в единичном и мелкосерийном производствах. К ним относят: плиты, сборочные балки, призмы и угольники. струбцины, домкраты, различные вспомогательные детали и устройства.-Специальные приспособления применяют в крупносерийном и массовом производствах для выполнения сборочных операций. Эти приспособления де­лят на два типа. К первому типу относят приспособления для неподвижной ус­тановки и закрепления базовых деталей и сборочных единиц собираемого изде­лия. Такие приспособления облегчают сборку и повышают производительность труда, т.к. рабочие освобождаются от необходимости удерживать объект сборки руками. Для удобства их часто выполняют поворотными. Данные приспособле­ния могут быть одно- и многоместными, стационарными или передвижными.Ко второму типу специальных сборочных приспособлений относят при­способления для точной и быстрой установки соединяемых частей изделия без выверки. Эти приспособления применяют для сварки, пайки, клепки, склеива­ния, развальцовки, посадки с натягом, резьбовых и других сборочных соедине­ний. Приспособления этого типа могут быть одно- и многоместными, стацио­нарными и подвижными.При больших размерах изделий для изменения их положения в процессе сборки применяют поворотные устройства.

Резцы.

Если для формообразования детали используется метод резания, то в качестве режущего инстру-мента применяется резец . Эта работа может быть совершена только в том случае, если со стороны резца и заготовки будет приложена необходимая сила резания P z . Этой же величине работы будет равно количество энергии затраченное на снятие данного припуска. В случае если величина при-пуска будет очень большой, то его разделяют на несколько проходов режущего инструмента.

Основа любого режущего инструмента -режущий клин AOB с углом заострения β Клин имеет пе-реднюю поверхность OA, контактирующую непосредственно со стружкой, и заднюю поверхность, обращенную к заготовке. Пересечение передней и задней поверхностей режущего инструмента образует главную режущую кромку.

На заготовке выделяют следующие поверхности:1-обрабатываемая поверхность 2-обработанная поверхность;3-поверхность резания (существует временно, во время резания, между поверхностя-ми 1 и 2). Каждый режущий инструмент имеет переднюю и одну или несколько задних поверхностей. Передняя поверхность обращена по ходу относительного рабочего движения в сторону срезаемого слоя на обрабатываемой заготовке. По ней всегда сходит стружка. Задняя поверхность обращена в сторону поверхности резания (обработанной поверхности). Обозначения на рис.4-7:1-главная задняя поверхность.2-вспомогательная задняя поверхность.3-передняя поверхность.4-главное режущее лез-вие.5-вспомогательное режущее лезвие.6 -вершина резца.

32 33 34 35 36 37 38 39 ..

6.2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Для разработки технологических процессов исходными и руководящими материалами являются: производственная программа; рабочий чертеж детали и чертеж сборочной единицы, в которую входит деталь; рабочий чертеж заготовки; технологические условия на материалы и сборочные единицы; руководящие и справочные материалы (альбомы приспособлений, каталоги и паспорта оборудования, ГОСТы и нормали на измерительный и режущий инструмент, нормативы режимов резания и технического нормирования, операционных припусков и др.).

В начале разработки технологического процесса устанавливают тип производства. Для серийного производства дополнительно определяют размер партии деталей с учетом календарных сроков выпуска готовых изделий, наличия запаса материалов, длительности процессов обработки и др. Затем проводят контроль чертежей и проверку технологичности конструкции деталей, сборочных единиц и всей машины. При обнаружении недостатков или ошибок в чертежах технолог дает конструктору указания для их устранения. После проверки чертежей приступают к проектированию технологического процесса, исходя из общих правил разработки технологических процессов и выбора средств технологического оснащения, предусмотренных ГОСТ 14301-83.

Важным этапом разработки технологического процесса является выбор заготовки. Выбор заготовки зависит от формы детали и ее размеров, исходного материала, вида производства, требований к ее качеству, а также экономических соображений. При выборе заготовки следует стремиться к экономии материала, созданию безотходной и малоотходной технологии и интенсификации технологических процессов.

При выборе заготовки сначала устанавливают вид заготовки (отливка, поковка, штамповка, прокат, сварная конструкция). Затем выбирают метод формообразования заготовки (литье в песчаные, стержневые или металлические формы, ковка в подкладных штампах и т. д.). В первую очередь выбирают такой способ изготовления заготовки, который обеспечивает заданное качество детали. При наличии нескольких способов выбирают способ, при котором будет обеспечена наибольшая производительность и минимальная себестоимость получения заготовки и механической обработки.

Номенклатура машин и аппаратов текстильной промышленности весьма разнообразна, поэтому виды заготовок и способы их изготовления самые различные. Основными видами заготовок в текстильном машиностроении являются: отливки из черных и цветных металлов, поковки и штамповки, заготовки из листового металла, проката, сварные заготовки, заготовки из порошковых и неметаллических материалов.

Литые заготовки, не подвергающиеся ударным нагрузкам, получают из серого и модифицированного чугуна, а работающие в тяжелых условиях и испытывающие большие напряжения, из стали. Заготовки в виде поковок, получаемых свободной ковкой, применяют преимущественно для крупных деталей в единичном и мелкосерийном производстве. При изготовлении поковок стремятся получить конфигурацию заготовок, приближающуюся к упрощенным очертаниям детали.

Заготовки из проката применяют для деталей, по конфигурации приближающихся к какому-либо виду проката, когда отсутствует значительная разница в поперечных сечениях детали и можно при получении окончательной ее формы избежать снятия большого количества материала. Например, гайки выполняют из прутков шестигранного сечения, вкладыши подшипников - из труб, пружины - из

проволоки. Сварные и штампосварные заготовки в основном используют для изготовления стальных деталей сложной конфигурации, когда из одного куска проката невозможно или экономически невыгодно получить заготовку, например, изготовление ступенчатых валов с большой разницей диаметров ступеней.

Заготовки из порошковых материалов получают прессованием смесей из порошков в пресс-формах под давлением 100-600 МПа с последующим спеканием спрессованных деталей. К деталям из порошковых материалов относятся кольца крутильных и прядильных машин, самосмазывающиеся подшипники, узлы без смазочного материала и др. Достоинством порошковой технологии является возможность изготовления деталей, практически не требующих механической обработки.

К заготовкам из неметаллических материалов относят пластические массы, древесину, резину, кожу и др. В текстильном машиностроении используют также листы, прутки, полосы из пластмасс различного вида.

Заготовки характерных деталей чесальных, прядильных и трикотажных машин, ткацких станков, красильно-отделочного оборудования, машин для производства химических волокон рассмотрены в соответствующих главах второго раздела.

Построение и выбор варианта технологического процесса обработки резанием во многом зависят от правильного выбора технологических баз. На первой операции должны быть обработаны те поверхности, которые будут приняты за технологическую базу для последующей операции. На последующих операциях технологические базы должны быть по возможности точными по геометрической форме и шероховатости поверхности, должны выполняться принципы постоянства и совмещения баз.

Составление маршрута обработки детали представляет сложную задачу с большим количеством возможных вариантов решения. Его цель - дать общий план обработки детали, наметить содержание операций технологического процесса и выбрать тип оборудования. Маршрут обработки составляют исходя из требований рабочего чертежа, технических условий и принятой заготовки. При построении маршрута обработки исходят из того, что каждый последующий метод обработки должен быть точнее предыдущего.

Припуски назначают оптимальными с учетом конкретных условий обработки. Рассчитывают операционные припуски, допуски и промежуточные размеры заготовки. Промежуточные размеры указывают в операционном эскизе с учетом припуска на последующую обработку. Операционную технологию разрабатывают с учетом места каждой операции в маршрутной технологии. При проектировании технологических операций выполняют следующие взаимосвязанные работы: выбирают структуру построения операции механической обработки; уточняют содержание технологических переходов в операции; выбирают модель станка; выбирают технологическую оснастку; определяют режим обработки и норму времени; опреде-ляют разряд работы; обосновывают эффективность выполнения операции; оформляется технологическая документация.

Детализация технологического процесса зависит от типа производства. В единичном производстве технологические процессы разрабатываются до уровня составления маршрута операций с указанием их последовательности, требуемого оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента и времени на обработку. В массовом и серийном производстве технологические процессы разрабатывают подробно с обоснованием всех принятых решений.

Проектирование технологических процессов состоит из следующих взаимосвязанных этапов: анализа исходных данных, технологи­ческого контроля детали, выбора типа производства, выбора заго­товки, выбора баз, установления маршрута обработки отдельных поверхностей, проектирования технологического маршрута изго­товления детали с выбором типа оборудования, расчета припусков расчета промежуточных и исходных размеров заготовки; построе­ния операций, расчета режимов обработки, технического нормиро­вания операций, оценки технико-экономических показателей про­цесса, оформления технологической документации.

Анализ исходных данных и технологический контроль чертежа и технических условий . При анализе исходных данных следует озна­комиться с назначением и конструкцией детали, подлежащей изго­товлению, техническими условиями ее изготовления и эксплуата­ции, программой выпуска деталей, а также с производственными условиями, в которых намечено выполнение процесса (оборудова­ние, транспортные средства и др.). Исходные данные предопреде­ляют принципиальное направление проектируемого процесса с целью обеспечения требуемого качества и эффективности при заданном масштабе выпуска.

В процессе анализа исходных данных технолог осуществляет технологический контроль чертежа и технических условий. При этом следует выявить пути улучшения технологичности конструк­ции детали, рассмотренные в гл. 4. Это позволит уменьшить трудо­емкость изготовления детали, снизить себестоимость ее обработки

Выбор типа производства . Тип производства выбирают, исходя из заданной программы выпуска путем расчета такта выпуска дета­лей по формуле (1.9). τ = 60 Ф д /N , Ф д – действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), N – производственная программа на этот период, шт.

Если такт выпуска близок к ориентировочно установленной средней длительности основных операций обработки данной детали, то производство считают массовым . Если же такт выпуска значительно превышает длительность основных операций то детали изготовляют по принципу серийного производства с обработкой их производственными партиями. Размер производственной партии определяют, исходя из трудоемкости операций обработки, трудоемкости наладки оборудования на основных операциях, затрат незавершенного производства и других экономических и орга­низационных соображений.

Размер экономически выгодной партии определяют по формуле

где – сумма подготовительно-заключительного времени по всем операциям, мин; – сумма штучного времени по всем операциям, мин; К – коэффициент, учитывающий1 потери времени на переналадку оборудования (К = 0,04 относится к крупносерийному производству и К = 0,18 – к мелкосерийному).

Выбор исходной заготовки .

На выбор заготовки и метода ее по­лучения значительное влияние оказывают характеристика мате­риала, из которого должна изготовляться деталь, ее конструктив­ные формы и размер, программа выпуска.

Метод получения заготовки должен обеспечить наименьшую себестоимость изготовления детали……

Следует также иметь в виду, что при малой программе выпуска деталей расходы на изготовление специальной оснастки для заго­товительных процессов (проектирование и изготовление штампов, пресс-форми др.) не окупаются.Таким образом, выбор метода полу­чения заготовки должен быть обоснован экономическими расчетами себестоимости изготовления детали с учетом себестоимости полу­чения заготовки и себестоимости механической обработки.

При выборе литых заготовок и поковок помимо назначения припусков на обработку и допусков на размеры указывают также штамповочные или литейные уклоны, радиусы округлений, допу­стимые дефекты поверхностей, базовые поверхности для первой операции механической обработки и требования, предъявляемые к этим поверхностям, способы термической обработки заготовки и очистки ее поверхностей.

Для заготовок из проката и специальных профилей размеры устанавливают согласно ГОСТ, учитывая необходимые припуски на обработку.

Выбор технологических баз является основой построения тех­нологического процесса изготовления детали и имеет большое зна­чение для обеспечения требуемой точности обработки и экономич­ности процесса. Назначая технологические базы для первой и после­дующих операций обработки, следует руководствоваться следую­щими общими соображениями:

Установочная и направляющая базы должны иметь необходимую протяженность для обеспечения устойчивого положения заготовки при ее обработке;

Обрабатываемая заготовка должна иметь минимальные деформа­ции от действия силы резания, зажимной силы и от действия соб­ственной массы;

В качестве технологической базы следует принимать поверх­ности, обеспечивающие наименьшую погрешность установки и исклю­чающие погрешность базирования.

На первой операции должны быть обработаны те поверхности, которые будут приняты за технологическую базу для последующей операции.

Так как технологической базой на первой операции будут черные (необработанные) поверхности, следует выбирать те по­верхности, которые допускают по возможности равномерное снятие припусков и достаточно точное взаимное расположение обрабаты­ваемых и не подлежащих обработке поверхностей.

Если все поверхности детали подвергают механической обра­ботке, то в качестве базы на первой операции следует выбирать поверхности с наименьшим припуском, чтобы при последующей обработке не получилось брака из-за недостатка припуска.

На второй и последующих операциях тех­нологические базы должны быть возможно точными по геометри­ческой форме и по шероховатости поверхности.

Если технологическая база не совпадает с измерительной, то воз­никает погрешность базирования (см. выше). Следует иметь в виду, что лучшие результаты по точности будут достигнуты в том случае, если технологической и измерительной базой служит конструкторская база.

Необходимо придерживаться принципа постоянства базы на ос­новных операциях обработки, т. е. использовать в качестве технологической базы одни и те же поверхности. Соблюдение этого принципа особенно важно, если измерительные базы при выпол­нении различных операций переменны и в связи с этим затрудни­тельно осуществить принцип совмещения баз. С целью соблюдения принципа постоянства баз в ряде случаев на деталях издают искус­ственные технологические базы , не имеющие конструктивного назначения (центровые гнезда валов, специально обработанные отверстия в корпусных деталях при базировании их на штифты и др.).

Если по условиям обработки не удается выдержать принцип постоянства базы, то в качестве новой базы принимают обработан­ную поверхность по возможности наиболее точную и обеспечивающую жесткость установки заготовки. Если вновь принятая база не является измерительной, то рассчитывают допуск на получае­мый размер с учетом появляющейся погрешности базирования и, если необходимо, ужесточают допуск на размер, определяющий положение новой технологической базы относительно измерительной базы.

При выборе технологических баз следует оценить точность и надежность базирования, увязав их с производительностью тех­нологического процесса.

Установление маршрута обработки отдельных поверхностей. На начальной стадии разработки технологического процесса составляют перечень технологических переходов, которые могут быть применены для достижения конечной точности и шерохова­тости поверхности, проставленных на рабочем чертеже детали. Между рабочим чертежом и технологическим процессом изготовле­ния детали существуют тесные связи. Они, в частности, обусловлены тем, что каждому методу обработки соответствуют определенные достижимые точность получаемого размера и шероховатость по­верхности. Поэтому необходимый метод окончательной обработки поверхности подсказывается рабочим чертежом детали.

Выбор метода окончательной обработки облегчается использо­ванием точностных характеристик различных технологических методов (см. гл. 2). Но так как каждому методу обработки соответ­ствует некоторое оптимальное значение припуска, а общий припуск обычно превышает значение, допускаемое для этого метода, то можно определить и методы предшествующей обработки. Например, при обработке шейки вала до диаметра 50h 8 при использовании в качестве заготовки проката последовательность технологических переходов такова: 1) черновое точение, 2) чистовое точение, 3) шли­фование? В данном случае переход чернового точения необходим для приближения формы и размеров заготовки к форме и размерам детали.

Зависимость структуры технологических переходов от вида исходной заготовки может быть показана и на следующем примере: если в исходной заготовке имеется отлитое или штампованное отверстие, то переход сверления исключен и обработка начинается с зенкерования или растачивания отверстия.

Из приведенных выше примеров видно, что конструктивные формы и точность исходной заготовки предопределяют содержание первого технологического перехода.

Определив первый и окончательный технологические переходы, устанавливают необходимость промежуточных переходов. Напри­мер, недопустимо при обработке отверстия по 7-му квалитету точ­ности после первого перехода (чернового растачивания отверстия) сразу применять чистовое развертывание, так как точность и ка­чество поверхности после чернового растачивания не обеспечат качественного выполнения чистового развертывания.

Получение конечной точности обрабатываемой поверхности может быть достигнуто путем применения различных технологиче­ских переходов. Например, при обработке отверстия с отклоне­нием Н 8 в заготовке из чугуна с предварительно отлитым отвер­стием конечными переходами могут быть либо развертывание 1 (рис. 6.2, нижний ряд), либо тонкое растачивание 2, либо протя­гивание 3 . Первыми технологическими переходами могут быть черновое зенкерование 4 , либо черновое растачивание 5, а про­межуточными - чистовое зенкерование 6, либо чистовое растачи­вание 7 . На рис. 6.2 показана схема десяти вариантов обработки данного отверстия. Из приведенного примера видно, что число возможных вариантов обработки данной поверхности может быть значительным, причем все они будут различными по эффективности.

На данном этапе разработки технологического процесса при­пуски и режимы обработки не рассчитывают. Поэтому при назна­чении состава технологических переходов следует использовать справочные данные о производительности и точности при различных методах обработки и рекомендуемые типовые технологические мар­шруты. Значительную помощь при этом может оказать ЭВМ.

При дальнейшей разработке маршрута обработки детали и от­дельных операций состав технологических переходов уточняется и корректируется. На последовательность технологических пере­ходов в значительной мере влияет требование обеспечения взаимной координации поверхностей деталей, указанное в рабочем чертеже. Решение этой задачи связано с правильным выбором баз при уста­новке заготовки на первой и последующих операциях, а также с рациональным назначением последовательности технологических переходов, если учесть, что наилучшая взаимная перпендикуляр­ность, параллельность и концентричность поверхностей достига­ются при их обработке с одной установки.

Определение последовательности технологических переходов при обработке отдельных поверхностей детали позволяет выявить необходимые этапы обработки (черновая, чистовая и отделочная) и является базой для формирования технологического маршрута изготовления детали и отдельных операций.

Проектирование технологического маршрута изготовления де­тали . Под технологическим маршрутом изготовления детали пони­мается последовательность выполнения технологических операций (или уточнение последовательности операций по типовому или групповому технологическому процессу) с выбором типа обору­дования. На этапе разработки технологического маршрута при­пуски и режимы обработки не рассчитывают, поэтому рациональ­ный маршрут выбирают с использованием справочных данных и руководящих материалов по типовым и групповым методам обра­ботки. Значительную помощь при этом может оказать ЭВМ.

Технологические маршруты весьма разнообразны и зависят от конфигурации детали, ее размеров, требований точности, про­граммы выпуска, однако при проектировании маршрута следует руководствоваться некоторыми общими соображениями. С методи­ческой точки зрения эта работа может быть представлена следую­щей примерной схемой.

1. Сначала выявляют необходимость расчленения процесса изготовления детали на операции черновой, чистовой и отделочной обработки. Эту работу выполняют с использованием разработок по установлению маршрута обработки различных поверхностей данной детали.

2. Операцию черновой обработки целесообразно отделить от чи­стовой, чтобы уменьшить влияние деформации заготовки после черновой обработки. Однако если заготовка жесткая, а обрабаты­ваемые поверхности незначительны по длине, то такое расчленение не обязательно.

3. Отделочная обработка, как правило, выполняется на конеч­ной стадии процесса. Но от этого положения в отдельных случаях приходится отступать. Например, если окончательная обработка поверхности связана с возможным отходом заготовок в брак, то эту операцию не следует выполнять последней, чтобы не иметь лишних затрат труда.

4. При формировании операций следует учесть, что определен­ная группа поверхностей потребует обработки с одной установки. К таким поверхностям относятся соосные поверхности вращения и прилегающие к ним торцовые поверхности, а также плоские поверхности, обрабатываемые в несколько позиций.

5. В самостоятельные операции выделяются обработка зубьев колес, нарезание шлицев, обработка пазов, сверление отверстий с применением многошпиндельных головок и др.

6. При формировании операций следует иметь в виду следующее: а) на первой операции необходимо обработать те поверхности, которые будут использованы в качестве установочных баз на вто­рой, а возможно и на последующих операциях механической обра­ботки; б) наличие термической или химико-термической обработки.

7. При формировании технологического маршрута устанавли­вается тип применяемого оборудования (станок токарный, фрезер­ный, сверлильный и т. д.).

8. Выполненная наметка технологического маршрута оформля­ется в виде операционных эскизов заготовок с указанием схемы их базирования и с выделением жирными линиями обрабатываемых поверхностей.

9. В маршрут технологического процесса включают опущенные второстепенные операции (обработку крепежных отверстий, снятие фасок, зачистку заусенцев, промывку и др.), а также указывают место контрольных операций.

После оценки принятых решений вносят необходимые кор­рективы.

← Вернуться