Проектування технологічних процесів обробки деталей механічних засобів icon

Проектування технологічних процесів обробки деталей механічних засобів


Схожі
Курс лекцій "Проектування комп’ютерних засобів обробки сигналів та зображень" Лекція №...
Курс лекцій "Проектування комп’ютерних засобів обробки сигналів та зображень"...
Конспект лекцій зміст Лекція №1...
«Обробка металів тиском»...
Курс лекцій "Проектування комп’ютерних засобів обробки сигналів та зображень" Лекція 5...
Автоматизація неперервних технологічних процесів...
Реферат роботи на тему : «Розробка й аналіз методів реалізації прискорення задач закриття...
План Класифікація виробничих процесів залежно від характеру виконуваних технологічних операцій І...
Програма інформатизації споживчої кооперації України на 2011-2015 рр. Зміст...
Робоча навчальна програма дисципліни технологічні вимірювання І прилади” для напрямків...
Робоча програма...
Навчальна програма дисципліни “Сучасні комп’ютерні технології конструювання...



МОДУЛЬ 2. ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У МАШИНОБУДУВАННІ


В основу розробки технологічних процесів звичайно беруть два принципи: технічний та економічний. Відповідно до технічного принципу спроектований процес повинен повністю забезпечувати виконання усіх вимог робочого креслення та технічних умов на виготовлення заданого виробу. З економічної точки зору виготовлення машини повинно здійснюватись з мінімальними витратами праці та виробництва. Технологічний процес виготовлення виробів потрібно виконувати з правильним і найбільш повним використанням усіх можливостей обладнання, інструментів і пристроїв при найменшій витраті часу та собівартості виробів.

З кількох варіантів, рівноцінних за технічним принципом проектування технологічного процесу виготовлення одного виробу вибирають найбільш ефективний (тобто продуктивний) і рентабельний. При однаковій продуктивності порівняльних варіантів вибирають найбільш рентабельний, і навпаки, при рівних рентабельностях – найбільш продуктивний. При рівних величинах вказаних вище показників вибирають найбільш рентабельний, виходячи з умови, що продуктивність усіх порівняльних варіантів не нижче заданої. У разі термінового випуску особливо важливої продукції в межах даного підприємства і на певний період часу за основу може бути прийнято найбільш продуктивний варіант процесу.

Таким чином, виявлення ефективності й рентабельності проектованого процесу проводять за всіма складовими елементами, або визначають розрахунком за збільшеними показниками.


Тема 2.1. Проектування технологічних процесів обробки деталей механічних засобів


2.1.1. Цільове призначення технологічних розробок


Проектування технологічного процесу механічної обробки є комплексним завданням, для вирішення якого у конкретних умовах треба знайти оптимальний варіант отримання деталі, забезпечивши при цьому якість і точність обробки відповідно до технічних умов. Мета проектування технологічних процесів передбачає наступне: встановити тип виробництва з попереднім розрахунком темпу або розміру партії, вибрати метод отримання заготовки і сформулювати виявлені вимоги до неї, скласти план обробки заготовки із зазначенням прийнятих баз, послідовності та змісту технологічних операцій і переходів; визначити проміжні припуски та допуски на розміри заготовки по переходах; встановити режими різання та норми часу на операції; визначити необхідне обладнання, пристрої, робочі й вимірювальні інструменти, а також потрібну робочу силу. Крім того, запроектований технологічний процес сприяє визначенню вихідних даних для організації постачання основними й допоміжними матеріалами, календарного планування, технічного контролю, інструментального та транспортного господарства.

Технологічні процеси розробляють при проектуванні нових і реконструкції діючих підприємств, а також при організації виготовлення нових видів продукції. Крім того, на діючих заводах при випуску освоєних виробів має місце коригування або розробка нових технологій. Це пов’язано з поточним конструктивним удосконаленням об’єктів виробництва та впровадженням останніх досягнень науки й техніки у даній галузі.

Під час проектування нових і реконструкції діючих заводів розроблені процеси є основою всього проекту. Він визначає потрібне обладнання, виробничі площі, транспортні засоби, матеріали, необхідну робочу силу. Від рівня технологічних розробок залежать техніко-економічні показники діяльності підприємства.

При організації випуску на діючому заводі нових об’єктів розробка технологічних процесів відбувається перед комплексом підготовчих і організаційних робіт. На її підставі виявляються можливості застосування існуючого та необхідність придбання нового обладнання, визначається необхідна кількість робочої сили, інструментів, транспортних засобів
та ін.


2.1.2. Вихідні дані для проектування технологічних процесів


Для розробки технологічних процесів механічної обробки деталей, вибору і проектування технологічної оснастки, розрахунку режимів різання та технічних норм часу на обробку деталей необхідні вихідні дані й матеріали: робоче креслення деталі та складальної одиниці; робоче креслення заготовки; технічні умови на виготовлення, що характеризують точність і якість обробки її поверхні, а також особливі вимоги (твердість, структура, термічна обробка, балансування); програма випуску деталей; умови здійснення розробленого технічного процесу (діюче виробництво, перспективний процес); строк (звичайно у роках), протягом якого повинна бути виконана програма випуску деталей. У випадку нерівномірного за часом випуску програмне завдання вказується за роками або іншими періодами часу.

При проектуванні процесів для діючих або реконструктивних підприємств необхідно також мати відомості про наявне обладнання, нормалізовану та спеціальну оснастку, площу та інші місцеві виробничі умови.

У процесі розробки технологічних процесів користуються різними довідковими та нормативними матеріалами: каталогами і паспортами обладнання; стандартами на інструменти, деталі та вузли пристроїв; стандартами і нормалями на різальний і вимірювальний інструмент; нормативами за точністю та шорсткістю; стандартами та виробничими нормами на припуски і допуски для поковок, штампувальних заготовок, зливок і заготовок з прокату; заводськими або галузевими нормами операційних припусків і допусків; нормами точності верстатів і пристроїв; розробленими типовими технологічними процесами обробки аналогічних деталей; відомчими галузевими нормативами; керівними матеріалами по режимах різання та елементних нормах часу, що розроблені на підприємстві, а також іншими допоміжними матеріалами.


2.1.3. Види технологічної документації


Розроблений технологічний процес в єдиній системі технологічної документації оформлюють у вигляді комплекту документації, серед якої основними є маршрутна карта й карта технологічного процесу.

^ Маршрутна карта – це технологічний документ, що містить маршрутний або маршрутно-операційний опис операцій виготовлення чи ремонту виробу (його елементів), включаючи контроль і переміщення по усіх операціях різних методів у технологічній послідовності, з вказівкою даних про обладнання, технологічну оснастку, матеріальні нормативи та трудові витрати.

^ Карта технологічного процесу – це технологічний документ, що містить операційний опис технологічного процесу виготовлення або ремонту виробу (його складових частин) в технологічній послідовності по усіх операціях одного виду робіт, з вказівкою переходів, технологічних режимів і даних про засоби оснащення, матеріальні та трудові нормативи.

Крім відмічених вище технологічних документів, до комплекту входять операційна карта, карта ескізів, технологічна інструкція, відомість деталей (складальних одиниць) та інші документи.

^ Операційна карта – це технологічний документ, що містить опис технологічної операції з вказівкою послідовного виконання переходів, даних про засоби технологічного оснащення, режими та трудові витрати. Карти розробляють по усіх операціях в умовах серійного та масового виробництва і доповнюють маршрутною картою.

^ Карта ескізів – графічний документ, що містить ескізи, схеми та таблиці, призначені для пояснення проведення технологічного процесу, операцій або переходу виготовлення (ремонту виробу), включаючи контроль і переміщення. Для обробки різанням ці карти виконують у вигляді ескізів налагоджування (схеми установи заготівок з вказівкою отриманих розмірів з допусками та шорсткості оброблених поверхонь). Таблиці й схеми розміщують на вільному полі карти ескізу, праворуч від зображення або під ним.

^ Комплектуюча карта – це технологічний документ, що містить дані про деталі, складальні одиниці та матеріали, що входять до комплекту збираємого виробу.

^ Технологічна інструкція – це технологічний документ, що містить опис технологічних процесів, методів і прийомів, що повторюються під час виготовлення або ремонту виробу, правил експлуатації засобів технічного оснащення.


2.1.4. Загальна методика та послідовність проектування процесів виготовлення деталей


Для завдання проектування технологічних процесів характерна багатоваріантність можливих рішень. При цьому навіть для простих деталей може бути кілька варіантів технологічного процесу, що забезпечує вимоги робочого креслення і технічних умов. Методом порівнювання цих варіантів за такими показниками, як ефективність і рентабельність, остаточно вибирають раціональний або невелике число рівноцінних варіантів.

Проектування технологічних процесів відрізняється складністю та трудомісткістю. Як і інші види проектування, його виконують у кілька послідовних стадій. Спочатку роблять попередні накреслювання технічної схеми з послідовним уточненням і конкретизацією на підставі детальних технологічних розрахунків. У результаті послідовного уточнення попередніх порівнянь отримують закінчені розробки технологічного процесу. При цьому до вірного й прийнятого рішення звичайно вдається наблизитися після ряду спроб. Для скорочення трудомісткості та тривалості розробок порівняння та вибір варіанта доцільно проводити на попередніх стадіях проектування. Ступінь поглибленості технологічних розробок залежить від типу виробництва. В умовах масового виробництва технологічні процеси розробляють докладно для усіх елементів виробу. На заводах з одиничним і дрібносерійним виробництвом обмежуються складанням так званої маршрутної технології. У деяких випадках така технологія застосовується і в середньосерійному виробництві для виготовлення обмеженого числа другорядних деталей малої трудомісткості. Виняток складають складні й дорогі деталі, для яких технологічні процеси розробляють старанно й докладно. В умовах серійного виробництва при широкій номенклатурі виробів проектуються групові технологічні процеси.

Проектування техпроцесу починають з вивчення та аналізу робочих креслень деталі та складальної одиниці, в яку вона входить. Потім технологом заготівельного цеху (литтєвого, ковальського) вибирається метод отримання заготовок з урахуванням матеріалу деталі та програми випуску.

Побудова й вибір варіанта процесу обробки різанням залежить від виду заготовки. Після проведення необхідних уточнень і розрахунків технологічний процес обробки оформляють у необхідних документах. Треба відмітити, що з метою спрощення технологічної документації при одиничному і дрібносерійному виробництві технології виготовлення заготовок не розробляють, а в заготівельні цехи подають тільки робоче креслення деталі та замовлення на виготовлення заготовок. У цьому разі технологію виготовлення вибирають безпосередньо у заготівельному цеху.

Технологічний процес включає одно-, багатопереходні й багатопозиційні операції. При однопереходній операції характерна обробка однієї поверхні заготовки одним або кількома однаковими різальними інструментами (наприклад, свердлування отвору з двох боків, обточування циліндричної поверхні валу кількома різцями). Щодо багатопереходній операції треба відзначити наступне: в однієї заготовки обробляють кілька поверхонь одним або кількома інструментами, чи в кількох заготовок різними інструментами (обробка на токарно-револьверних верстатах). Сюди можна віднести також багатопозиційні операції з використанням багатопозиційних або агрегатних верстатів. При формуванні й виборі типу операції важливо враховувати можливість застосування багатоверстатного обслуговування, суміщення професій і вибирати високопродуктивне обладнання, що дозволяє вести обробку з максимальною концентрацією операцій і суміщувати в часі виконання позицій і переходів.

У процесі обробки заготовки повинно бути передбачене роздільне виконання чорнових, чистових і заключних операцій із застосуванням різних верстатів. Винятком може бути обробка заготовок великої маси, тому що це пов’язано з великими витратами часу на кожний установ. При цьому повинні бути передбачені невеликі й рівномірні припуски, що не викликають різниці в чорновій і чистовій обробці.

Після визначення послідовності обробки деталі уточнюють і розраховують багатоінструментальну операцію, тобто вибирають модель металообробного верстата, визначають бази й виконують розрахунок очікуваної точності обробки, розкладають операцію на установи, позиції або переходи, вибирають інструменти, розраховують режими різання з урахуванням заданого такту. На складні багатоінструментальні операції виконують креслення налагоджувань. Для порівняння варіантів верстатних операцій можна обмежитися розрахунком норми часу.

Вагомий вплив на структуру технологічного процесу мають умови його використання. На діючому виробництві при розробці технологічного процесу враховується наявність вільного обладнання та завантаження діючого. Але проектування даного процесу на збільшений обсяг випуску деталей повинно здійснюватися за рахунок реалізації технологічних і організаційних рішень, а не простим множенням числа одиниць обладнання на коефіцієнт збільшення випуску. Для нового підприємства металорізальне обладнання вибирають з техніко-економічних міркувань. У цілому при проектуванні технологічного процесу корисно використовувати типові процеси, дані інших підприємств.

При проектуванні технологічної операції технолог повинен мати наступні матеріали: маршрутну карту обробки заготовки, схему її базування та закріплення, точність обробки на параметри шорсткості поверхонь, оброблюваних на розглядуваній та оброблених на попередніх операціях, припуск на обробку. У випадку, коли операція проектується на обробку в поточній лінії, необхідно знати такт випуску. Зазначена операція технологічним маршрутом уточнюється за змістом: установлюють послідовність і можливість суміщення переходів, остаточно вибирають обладнання та технологічну оснастку, розраховують режими різання та норми часу, установлюють налагоджувані розміри й складають схему налагоджування.

Порівняння варіантів технологічної операції виконують за продуктивністю та собівартістю при додержанні техніко-економічного принципу проектування. Під час проектування операції слід прагнути до скорочення штучного часу, а при використанні автоматичної лінії час необхідно узгодити з її продуктивністю.

Скорочення норми часу досягається поєднанням кількох технологічних переходів. Загальний час знижується за рахунок використання високопродуктивних і комбінованих різальних інструментів, підвищення режимів різання та зменшення припусків на обробку, а також за рахунок зменшення числа технологічних переходів і робочих ходів у процесі обробки поверхонь. Допоміжний час скорочується у результаті зменшення часу на установ і зняття заготовок за рахунок використання швидкодіючих і механізованих пристроїв, зменшення часу допоміжних ходів.

Режим різання має суттєвий вплив на точність і якість обробленої поверхні, продуктивність і собівартість обробки. Для одноінструментної обробки різанням спочатку визначають глибину, потім подачу і після неї швидкість головного руху різання. Глибину різання визначають припуском на обробку та можливістю зняття його за один робочий хід, а при обробці на попередньо налагодженому верстаті вона залежить від розрахованого раніш припуску на обробку даної поверхні. Якщо обробку здійснюють за кілька робочих ходів, глибину різання установлюють найбільшою з відповідним зменшенням числа робочих ходів. Для забезпечення заданої точності та шорсткості поверхні на останніх робочих ходах глибину різання зменшують.

Подачу призначають максимально граничною. При чорновій обробці фактором обмеження є міцність слабкого кільця технологічної системи (оброблювана заготовка, різальний інструмент, елемент верстата). При чистовій обробці різанням цей параметр установлюють залежно від точності обробки та шорсткості поверхні.

Швидкість головного руху різання визначають розрахунковим шляхом або вибирають за нормативними даними з урахуванням виконання даного технологічного процесу. Звичайно розрахунок виконують залежно від стійкості різального інструменту:

, (2.1)

де – стала для даних умов обробки з урахуванням глибини різання, подачі та матеріалу заготовки;

- стійкість різального інструменту;

- показник відносної стійкості ( ).

Визначивши швидкість головного руху різання, знаходять частоту обертання шпинделя. Отримані значення погоджують з паспортними даними верстата і у разі необхідності розрахунок коригують.

Особливість призначення режимів різання для багатоінструментної обробки полягає у забезпеченні погодженості роботи різальних інструментів з урахуванням особливості обладнання для використання даної операції. Для блоку різальних інструментів вибирають найменшу подачу, що обмежена механізмом подачі верстата або жорсткістю заготовки. При чистової обробці подача регламентується шорсткістю поверхні. Лімітованими різальними інструментами є інструменти, які обробляють ланки з найбільшим діаметром та довжиною. Для лімітованих інструментів визначають коефіцієнт часу різання:

, (2.2)


де – шлях різання інструменту;

- шлях робочого ходу інструментного блоку.

Стійкість кожного інструменту налагоджування T визначають відповідно до виразу

, (2.3)

де – умовно-економічна стійкість лімітованих різальних інструментів даної наладки при їх рівномірному завантаженні, хв., її вибирають по нормативним даним.

За стійкістю прийнятих лімітованих різальних інструментів визначають швидкості головного руху різання, при цьому найменша з них буде в лімітованого інструменту. За цією швидкістю розраховують частоту обертання шпинделя та коригують її з паспортними даними верстата. Потім визначають сумарні момент і пружність різання, які також погоджують з паспортними даними і при необхідності коригують, відповідно змінивши подачу та швидкість головного руху різання.

Тривалість роботи кожного інструменту залежить від розмірів оброблюваних поверхонь. У цьому випадку глибину різання визначають для кожного інструменту наладки, після чого за нормативними даними вибирають подачу на один оберт шпинделя. Далі виявляють лімітовані інструменти і за їх умовно-економічною стійкістю знаходять швидкість V головного руху різання для усіх інструментів налагоджування. Слід відмітити, що для чистових інструментів (наприклад, розгорток) швидкість головного руху різання установлюють не за стійкістю, а за точністю обробки й шорсткості обробленої поверхні. Потім знаходять частоту обертання інструментальних шпинделів і хвилинну подачу на оберт різального інструменту:

. (2.4)

Для багатошпиндельної головки приймають найменшу величину , після чого здійснюють корективу частоти обертання інструментальних шпинделів

. (2.5)

За визначеною величиною розраховують фактичні швидкості головного руху різання:

. (2.6)

Докладну розробку технологічного процесу по переходах оформляють у вигляді операційних і технологічних карт, які складають окремо на кожну операцію, або у вигляді повних технологічних карт на обробку деталі. Однак складання докладних технологічних карт на кожну операцію не виключає використання зведених маршрутних карт на кожну деталь.

Операційно-технологічні карти застосовують на заводах масового і великосерійного виробництва. Крім того, вони використовуються і в середньосерійному виробництві для найважніших видів продукції, незважаючи на те, що розробка та оформлення карт технологічного процесу окремо на кожну операцію потребує значних витрат часу. Перевага операційної карти полягає в тому, що вона може бути передана на робоче місце як інструкція виконання операції. У кожній карті наведено ескіз деталі у вигляді після закінчення цієї операції. Ескіз містить мінімальну кількість проекцій для позначення оброблюваних поверхонь при даній операції. Ці поверхні позначають на ескізі цифрами (рекомендується також обводити контури поверхонь товстими лініями), а опорні поверхні деталі (при її установленні на верстаті або у пристрої) – малими літерами російського алфавіту. На ескізі проставляють тільки ті розміри, які необхідно отримати в результаті даної операції з показом операційних допусків і класів чистоти. Наявність в операційних картах правильно оформлених ескізів виключає необхідність у більшості випадків видавати верстатнику робочі креслення деталі. Тільки обробка значних і складних деталей викликає необхідність у наявності робочих креслень при виконанні операції.

Порядок заповнення граф операційних карт установлюється за заводськими інструкціями залежно від місцевих умов. Операційна карта, яка містить додаткові інструктивні дані з техніки виконання окремих робочих прийомів, називається інструкційною. Такі карти сприяють підвищенню продуктивності праці при виконанні операції робітниками невисокої кваліфікації.

Докладний технологічний процес, що містить всі операції, переходи й необхідні дані для розрахунку норм часу, може оформлятися на повній технологічній карті. У цій карті наводиться лише технологічний ескіз, на якому вказуються номери оброблених і базуючих поверхонь, як і в операційних картах, але розміри наведені для остаточно обробленої деталі. Для значних і складних деталей ескіз виконують на окремому аркуші формату А3 або А4. Така форма технологічних карт більш компактна і потребує менших витрат часу на її складання, ніж комплект операційних карт.


2.1.5. Вибір методу виготовлення заготовок


Вибір того чи іншого методу визначають, виходячи з наступних умов:

  • технологічною характеристикою матеріалів деталі, тобто литтєвими властивостями, здатністю витримувати пластичні деформації під час обробки тиском, а також структурними змінами матеріалу заготовки;

  • конструктивними формами і розмірами заготовки;

  • потрібною точністю виконання заготовки, квалітетом обробки та якістю її поверхневих шарів;

  • величиною програми випуску і часу на її виконання.

Крім того, на вибір методу виробництва заготовок великий вплив має час підготовки технологічної оснастки (виготовлення пресформ, моделей, штампів), наявність відповідного технологічного обладнання та необхідний ступінь автоматизації процесу. Вибраний метод повинен забезпечувати мінімальну собівартість. Підвищення точності виробництва заготовки помітно знижує обсяг механічної обробки. Разом з цим при малому обсязі випуску не всі вибрані методи виявляються рентабельними через великі витрати на оснастку для заготівельних процесів. Це наочно видно на наведеної нижче залежності собівартості виготовлення деталі:

, (2.7)

де – вага матеріалу на одну заготовку, кг;

- ціна 1 кг матеріалу, грн.;

- заробітна плата по заготівельному цеху на одну заготовку, грн.; (- штучний час на одну операцію, хв., - хвилинна ставка робітника при виконанні операції);

- процент накладних витрат по заготівельному цеху без урахування витрат на спеціальну оснастку та використання обладнання;

- витрати на спеціальну оснастку (штампи, моделі, пресформи), грн;

- обсяг випуску в штуках, на який розповсюджуються витрати на оснастку;

- витрати на експлуатацію обладнання по заготівельному цеху на одну заготовку, грн. (к – витрати за одну хвилину на експлуатацію обладнання, грн.);

- заробітна плата по механічному цеху на одну заготовку, грн. ( - штучний час на одну операцію механічної обробки, хв., – хвилинна ставка робітника на виконання операції, грн.);

- відсоток накладних витрат по механічному цеху.

На основі знання технологічних характеристик методів виробництва заготовок можна відібрати обмежену їх кількість, що задовольняє поставленим умовам. Але остаточний вибір методу виробництва повинен здійснюватися тільки на підставі економічних розрахунків.

Щодо заготовок, що отримані за допомогою лиття або в результаті пластичного деформування, то попередньо встановлюють:

  • припуски на обробку;

  • допуски на розміри оброблюваних і чорнових поверхонь;

  • базові поверхні для першої операції механічної обробки з вказівкою вимог, що до них ставляться;

  • термічну обробку заготовок (у разі необхідності) та вимоги до структури й твердості матеріалу з точки зору його оброблюваності;

  • метод очищення поверхонь деталей;

  • міста вирізу у відповідальних заготовках пробних зразків для оцінки якості;

  • методи попередньої обробки заготовок.

При виготовленні заготовок із сортового матеріалу встановлюють профіль і розмір прутка або товщину листа. Перелічені вище дані повинні бути наведені в кресленні заготовки або в технічних умовах на її виготовлення.

Контроль якості передбачає такі аспекти: виявлення пороків матеріалу заготовки за допомогою зовнішнього огляду чорних і попередньо оброблених поверхонь; перевірку розмірів заготовок за допомогою вимірювальних інструментів і шаблонів для розмітки, перевірку фізико-механічних властивостей матеріалу та його хімічного складу.


2.1.6. Вибір установлюваних баз і складання маршруту обробки деталей


Мета вибору установлюваних баз полягає не тільки в установленні самих баз, але і у порядку їх зміни (у разі необхідності) при виконанні технологічного процесу механічної обробки деталі. Вихідними даними при цьому є: робоче креслення деталі з вказівкою заданих розмірів, технічні умови на її виготовлення, вид заготовки, бажаний ступінь автоматизації процесу. При вирішенні даного питання враховують також умову роботи елемента в механізмі. Прийнята схема базування визначає конструктивні схеми пристроїв і впливає на точність розмірів та взаємного положення поверхонь деталей. Похибка базування, що дорівнює нулю, забезпечується при витримуванні принципу сполучення баз. У разі неможливості витримки даного принципу (наприклад, через недостатність стійкості заготовки при малих розмірах вимірюваної бази) за установлювану базу приймають іншу поверхню, що сприяє зменшенню негативного наслідку несполучення баз.

Витримка принципу сталості баз сприяє підвищенню точності взаємного положення поверхонь деталі, а також однотипності пристроїв і схем установки, що особливо важливо при здійсненні автоматизації технологічного процесу. прагнення до витримки даного принципу спричиняє утворення на деталі штучних (допоміжних) баз у вигляді бобишок, центрувальних гнізд, установлюваних поясків та інших елементів, а також виконання усієї обробки за один установ на базі чорних поверхонь вихідної заготовки. При цьому останній випадок має місце у процесі обробки деталей із прутка на автоматах, багатошпиндельних і агрегатних верстатах, а також при використанні пристроїв-супутників на автоматичних лініях.

Вибір баз пов’язаний з першою наміткою плану обробки деталі, який у подальшому деталізується на послідовних етапах проектування технологічного процесу.

Вибір маршруту обробки окремих поверхонь деталі проводять, виходячи з вимог робочого креслення та прийнятої заготовки. За заданими класами точності й чистоти поверхонь деталі, а також з урахуванням її розміру, ваги і конфігурації вибирають один або кілька методів остаточної обробки та тип відповідного обладнання. Наприклад, якщо точність заготовки невисока, то обробку поверхні починають з попереднього (чорнового) методу. При точній заготовці можна починати одразу чистову, а в деяких випадках і остаточну обробку.

Побудова маршруту базується на тому, що кожний послідовний метод повинен бути точніший від попереднього. Технологічний допуск на проміжний розмір і якість поверхні за попереднім методом повинен знаходитися у межах, що дозволяють нормальне використання намічуваного послідовного методу обробки.

Кількість можливих варіантів маршруту обробки даної поверхні може бути великою. Але не всі варіанти адекватні з позиції ефективності та рентабельності і вибір остаточного варіанта за цими показниками складний і трудомісткий. Вирішення даного завдання у певній мірі може бути полегшено розробкою відповідних нормативів для вибору типових маршрутів.

Число варіантів можна значно скоротити з урахуванням цілого ряду практичних міркувань. До їх числа слід віднести необхідність обробки даної поверхні на одному верстаті за кілька послідовних переходів, обмеження можливості використання інших методів обробки при недостатній жорсткості деталі, необхідність обробки даної поверхні спільно з іншими, а також вимоги місцевого характеру.

Складання маршруту обробки є складним завданням з великою кількістю варіантів вирішення. Для цього треба користуватися наступними методичними вказівками. При установленні загальної послідовності обробки спочатку обробляють поверхні, прийняті за встановлювані бази, а потім решту в послідовності, зворотній ступеню їх точності, тобто чим точніша оброблювана поверхня, тим пізніше вона обробляється. На кінцевій стадії обробляють найбільш точну поверхню, яка має, в свою чергу, найбільше значення для деталі. Крім того, у кінець маршруту виносять обробку легко пошкоджуваних поверхонь (наприклад, зовнішні різьби).

З метою своєчасного виявлення браку по раковинах та інших дефектах матеріалу спочатку виконують чорнову й чистову обробку поверхонь, на яких наявність цих дефектів не допускається. У разі їх виявлення заготовку або бракують без подальшої витрати праці, або вживають міри, якщо допустимо, для їх виправлення.

При виготовленні точних відповідальних машин маршрут обробки в основному розподіляється на три послідовні стадії: чорнову, чистову й остаточну. На першій стадії знімають основну масу матеріалу у вигляді припусків і напусків, друга має проміжне значення, а на останній забезпечується задана точність та шорсткість поверхонь деталі. На користь такого розподілу маршруту вказують наступні міркування. На чорновій стадії обробки мають місце порівняно великі похибки, що викликаються деформаціями технологічної системи від сил різання та закріплення заготовки, а також її інтенсивне нагрівання. У цих умовах чергування чорнової і чистової обробок не забезпечує потрібну точність. Крім того, після чорнової обробки спостерігаються найбільші деформації заготовки в результаті перерозподілу в неї залишкових напружень. У цьому плані впровадження відмічених вище стадій сприяє збільшенню розриву в часі між чорновою та заключною обробкою і дає можливість більш повно виявити деформаціям до їх усунення на останній стадії. Винесення заключної обробки в кінець маршруту зменшує ризик випадкового пошкодження остаточно оброблених поверхонь у процесі обробки та транспортування.

Викладений принцип побудови маршруту не у всіх випадках є обов’язковим, сліпе наслідування його іноді може призвести до створення безглуздих процесів. Підтвердженням сказаного може бути обробка жорсткої заготовки з малими розмірами поверхонь, коли заключна стадія обробки окремих елементів передбачається і з початку маршруту без яких-небудь шкідливих наслідків. Даний принцип суперечить також в певній мірі принципу концентрації обробки, коли в одній операції можуть виконуватись переходи чорнової та чистової обробки (виготовлення деталей з прутка на автоматах).

Відносно технологічного процесу механічної обробки деталі, яка підлягає термічній обробці, то він розподіляється на дві частини – до і після неї. Для усунення можливих короблень з метою забезпечення заданої точності та шорсткості доводиться передбачати правку деталей або повторну обробку окремих поверхонь. Окремі види термічної обробки ускладнюють процес механічної обробки. Так, при цементації звичайно потрібно вуглецювати окремі ділянки деталі. Це досягається захисним обмідненням інших ділянок або зменшенням на них припуску, який знімається до гартування додатковою обробкою після цементації.

У деякій мірі послідовність обробки залежить від системи проставлення розмірів. Зокрема, в першу чергу слід обробляти ту поверхню, відносно якої на кресленні координована більша кількість інших поверхонь деталі.

Операції допоміжного або другорядного характеру (свердління мілких отворів, знімання фасок, прорізання канавок, зачищення задирок) виконують на стадії чистової обробки з часто зміною послідовністю, бо вона не впливає на якісні показники та економіку процесу в цілому. Проведення технічного контролю намічають після етапів обробки, де імовірність появи браку зростає, перед складними та дорогокоштовними операціями, а також в кінці обробки.

Для існуючих підприємств, де цехи організовані за видами обробки, проектування технологічних процесів здійснюється з урахуванням можливого скорочення шляхів транспортування деталей. Попередній зміст операцій установлюється поєднанням переходів на даній стадії обробки, які можуть бути виконані на вибраному типу верстата. У масовому виробництві він визначається з умови, щоб тривалість операцій була рівною або кратною темпу. Крім того, на зміст операцій впливає також необхідність скоротити кількість перестановок деталей від одного верстата на інший, що має велике значення для важкого машинобудування.


2.1.7. Технологічний контроль робочої документації

Проектування технологічного процесу відбувається при докладному вивченні робочої документації деталі, зокрема креслення, технічних умов на її виготовлення та роботу. Перевіряється достатність проекцій, правильність простановки розмірів, вивчаються вимоги відносно точності й шорсткості обробки поверхонь, а також іншого характеру. Нерідко, в процесі конструювання завищують зазначені показники, що ускладнюють технологічний процес її виготовлення. У таких випадках з технологічної точки зору можуть бути запропоновані відповідні корективи та на підставі спільного обміркування з розробником прийняте правильне рішення.

У результаті контролю робочого креслення виявляються можливості поліпшення технологічності конструкції виробу. При цьому звертають увагу на такі аспекти: зменшення розмірів оброблюваних поверхонь, що знижує трудомісткість механічної обробки; підвищення жорсткості деталі, яка забезпечує можливість багатоінструментної обробки; застосування багатолезових інструментів і високопродуктивних режимів різання; полегшення підводу та відводу високопродуктивних різальних інструментів із зони обробки, що сприяє зменшенню основного й допоміжного часу; уніфікацію розмірів, пазів, канавок, галтелей, отворів та інших елементів, у результаті цього скорочується номенклатура різальних і профільних інструментів, а також зменшується час обробки при послідовному виконанні технологічних переходів; забезпечення надійного й зручного базування заготовки, а також поєднання установлюваних і вимірювальних баз; зручність здійснення багатомісцевої обробки заготовок.

Впровадження технологічних заходів щодо поліпшення технологічності конструкції дозволяє отримати значний ефект у напрямку зниження трудомісткості та підвищення рентабельності процесів обробки.


2.1.8. Типізація технологічних процесів

Застосування різних технологічних процесів виготовлення однакових і близьких за конфігурацією та розмірами деталей на підприємствах приводить до того, що трудомісткість їх виробництва є відмінною. Використання різного обладнання та технологічної оснастки для виготовлення однакових деталей при неоднаковому випуску обумовлює різницю їх трудомісткості. Розробка та обґрунтування загальних принципів проектування технологічних процесів і створення на базі класифікації деталей типових схем дозволяють скоротити їх різноманітність. У результаті з’являється можливість проектування оптимальних варіантів для різних умов виробництва.

Ідея типізації технологічних процесів була запропонована професором О.П.Соколовським. У подальшому велика робота в цьому напрямку була проведена професором Ф.С.Демянюком і працівниками деяких галузевих технологічних інститутів.

Першим етапом роботи з типізації є кваліфікація деталей з урахуванням загальності технологічних задач їх виготовлення. Вирішення зазначеного завдання полегшується складанням класифікатора деталей, користуючись яким, деталь можна легко віднести до того чи іншого класу.

На технологічний процес обробки впливають такі фактори: конструктивна особливість деталі (розміри, форма, точність обробки), величина випуску та метод отримання заготовки. Деталі однакової форми, але суттєво відмінних розмірів виготовляють за різними технологічними процесами. Наприклад, корінні й шатунні шийки колінчастого вала двигуна обточують на великих спеціальних або спеціалізованих токарних верстатах. У той же час обробку аналогічних поверхонь колінчастого вала компресора виконують на простих токарних або багаторізцевих верстатах з пристроями. В умовах поточного виробництва різного виду лінії (індивідуальні, групові) повинні створюватися для деталей однакових розмірів і одного класу, що мають схожий технологічний процес обробки.

Форма деталі визначає процес її виготовлення. Але в деяких випадках деталі різної форми виготовляють аналогічними технологічними процесами. Наприклад, ступеневий вал і хрестовина мають різну форму, але їм притаманні одна установлювана база й однакова послідовність операцій. Після фрезерування та центрування торців ступеневого вала та цапф хрестовин проводять чорнове й чистове обточування двох боків вала (цапф хрестовин). Як відмічалося вище, обсяг випуску деталей обумовлює вибір обладнання і в певній мірі впливає на технологічний процес. Великий обсяг випуску забезпечується в результаті застосування високопродуктивного обладнання, спеціальних автоматизованих пристроїв, а також ефективного різального і вимірювального інструмента.

Робота з класифікації супроводжується уніфікацією та нормалізацією конструкцій. Таким чином, скорочення числа типорозмірів дозволяє збільшити партії при їх виготовленні і в ряді випадків застосувати методи великосерійного виробництва. Нормалізація конструктивних елементів деталей сприяє скороченню номенклатури різальних і вимірювальних інструментів та спрощенню переналагодження верстатів.

Далі проводять розробку загального технологічного процесу, при якій установлюють послідовність операцій, типові методи установки, конструкції технологічної оснастки та інші умови. Для деталей з великим ступенем конструктивної уніфікації складається одна технологічна карта з розрахунковими нормами часу, а з меншим ступенем – принциповий технологічний процес, що використовується при проектуванні для конкретних деталей як обов’язковий зразок. Для деталей, що суттєво відрізняються за конструкцією, розробляють технологічні інструкції.

Типові технологічні процеси розробляють на основі аналізу, систематизації та узагальнення досвіду технічних рішень. У них передбачається та обґрунтовується застосування високопродуктивного спеціалізованого обладнання, засобів механізації та автоматизації, використання прогресивних технологій отримання заготовок і їх обробки. Крім того, таке поєднання процесів безпосередньо пов’язане з конструюванням типової переналагоджуваної оснастки. Все це дозволяє краще оснастити технологічні процеси при одночасному скороченню строків і зменшення витрат на підготовку виробництва. У серійному виробництві типові процеси дозволяють створити предметно-замкнуті ділянки з оптимальним рівнем механізації транспортувальних і завантажувальних операцій, а в ряді випадків і впровадити змінно-поточні автоматичні лінії.

У даний час типізація знайшла використання на заводах важкого машинобудування в умовах величезної номенклатури виробів і тривалих строків підготовки виробництва.


2.1.9. Автоматизоване проектування

Даний вид проектування припускає розробку програм і підпрограмної документації для обчислювальних машин, комплексів і систем, а також дозволяє вирішувати наступні завдання: проектувати типові технологічні процеси виготовлення стандартних деталей, розробляти нормативи для проектування. За допомогою ЕОМ можна вибрати метод отримання заготовки, розрахувати припуск на обробку та її точність, режими різання, норми часу та ін. Одним з основних технологічних завдань є автоматизоване проектування типових процесів обробки різанням і складання. Крім того, ЕОМ можна використовувати і як засіб автоматичного керування комплексом технологічного обладнання.

Технологічні маршрути обробки заготовок розробляють на основі типових процесів. Вихідними даними є конструкція деталі й технічні умови на її виготовлення, вид заготовки, обсяг випуску, дані про обладнання та технологічну оснастку. При цьому деталь відносять до певного класу, групи або підгрупи. Спочатку вихідну інформацію кодирують, а потім впроваджують в приймальний пристрій ЕОМ.

На стадії ескізного проекту розробляють математичну модель проектованого процесу у вигляді аналітичних або експериментальних залежностей, таблиць. Враховуючи, що складність процесу не дозволяє використовувати точні математичні залежності, з цією метою застосовують необмежені рівняння.

Найбільш важким завданням технічного проекту є розробка алгоритму вирішення задачі та складання структури програми. Алгоритм являє собою систему операцій, які виконуються в певному порядку для вирішення поставленої задачі. У подальшому на стадії робочого проекту здійснюють розробку програми, відповідної документації та проводять її випробування.

У порівнянні із звичайними методами автоматизоване проектування технологічних процесів обробки різанням забезпечує зниження трудомісткості в 10…15 разів та собівартості деталі в цілому на 50…70%.

Запитання для самостійного контролю

  1. У чому сутність комплексної задачі при проектуванні технологічного процесу механічної обробки для нових і реконструкції діючих підприємств?

  2. Які вихідні дані застосовують для проектування технологічних процесів?

  3. Перелічіть комплект технічної документації, який оформляється під час розробки процесу виготовлення

  4. У чому полягає послідовність проектування процесів виготовлення деталей?

  5. Які використовують порівняльні оцінки при додержанні техніко-економічного принципу проектування технологічної операції та шляхи її досягнення?

  6. Назвіть особливості призначення режимів різання для одно - та багатоінструментної обробки

  7. Перелічіть види технологічної документації при розробці процесу по переходах, вкажіть їх переваги

  8. З яких міркувань здійснюється вибір методу виробництва заготовок?

  9. У чому полягає мета вибору установлюваних баз?

  10. Назвіть принцип побудови маршруту обробки деталей

  11. У чому сутність здійснення технічного контролю робочої документації?

  12. Перелічіть етапи робіт з типізації технологічних процесів

  13. Дайте характеристику задач при застосуванні автоматизованого проектування







Скачати 278,35 Kb.
залишити коментар
Дата конвертації28.09.2011
Розмір278,35 Kb.
ТипДокументы, Освітні матеріали
Додати документ в свій блог або на сайт

хорошо
  2
Ваша оцінка:
Додайте кнопку на своєму сайті:
uadocs.exdat.com

База даних захищена авторським правом ©exdat 2000-2014
При копировании материала укажите ссылку
звернутися до адміністрації
Реферати
Автореферати
Методички
Документи
Поняття

опублікувати
Документи

Рейтинг@Mail.ru
наверх