Последовательность выполнения этапов при разработке технологического
процесса
Последовательность выполнения этапов при разработке
технологического процесса механической обработкой детали
выработана длительным опытом технологов. Это не строгое
выполнение последовательности работ, а всестороннее рассмотрение
различных аспектов технологического процесса с возвратом к
выполненным предыдущим этапам.
0.Исходная информация.
Базовая информация - это конструкторская документация
(чертежи, ТУ и др.) и производственная программа (годовая,
величина партий и т.п.) для определения типа производства.
Руководящая информация - это государственные стандарты -
ЕСТПП, ЕСТД, ОСТы и стандарты предприятий (СТП) классификаторы
деталей и операций, трудовые нормативы, действующие
унифицированные технологические процессы, инструкции и т.д. В
реальных условиях проектирования - производственные условия, под
которыми следует понимать наличие сложившихся цехов, участков,
их специализацию, насыщение оборудованием и т. п. В случае
разработки проектных технологических процессов (при отсутствии
конкретных условий, в частности при разработке курсовых
проектов) производственными условиями не руководствуются. В ряде
случаев производственные условия могут изменяться применительно
к освоению производства нового изделия.
Справочная информация - это справочники, каталоги, паспорта
оборудования, различные пособия и т.п. в том числе справочные
таблицы по припускам, режимам резания и т.д.
1. Отработка конструкций деталей на технологичность с учётом
типа производства. Без этого этапа приступать к разработке
технологических процессов нельзя. Этому вопросу посвящена
отдельная лекция.
2. Выбор вида технологического процесса по следующим
показателям.
2.1. По методу разработки - унифицированный или единичный
технологический процесс. Если унифицированный, то типовой или
групповой технологический процесс. В соответствии со стандартами
ЕСТПП, определяющими правила разработки технологических
процессов, их проектирование ведётся в следующем порядке: -
определение кода детали по классификатору;
- группирование деталей по признакам конструктивной и
технологической общности для определения возможности и
целесообразности разработки унифицированных технологических
процессов; - в случае невозможности разработки группового или
типового технологического процесса, разрабатывают единичный
технологический процесс на базе прогрессивных решений внедренных
на производстве.
2.2. По назначению - проектный, рабочий или перспективный.
Проектный разрабатывается без "привязки" к конкретному
предприятию. Рабочий можно запускать в производство. Для
внедрения перспективного технологического процесса необходимо
выполнить определенные научно-исследовательские работы и
внедрить его в производство.
2.3. На стадии проектирования осуществляется выбор литер. Это
условное обозначение, вносимое как в чертеж детали, так и в
технологическую документацию. Принятые обозначения: П -
предварительный проект, О - опытный образец, А - установочная
серия, Б -установившееся серийное и массовое производство, И-
единичное производство.
2.4. По степени детализации оформления - маршрутный,
маршрутно-операционный или операционный.
Маршрутное описание - это сокращенное описание всех
технологических операций в последовательности их выполнения без
указания переходов и технологических режимов. Операционное
описание - это полное описание всех технологических операций в
последовательности их выполнения с указанием переходов и
технологических режимов. Маршрутно-операционное - это
сокращенное описание технологических операций в маршрутной
карте, но полное описание отдельных операций.
3. Выбор заготовки.
На выбор заготовки влияют: конструкция детали и тип
производства. Это отражено в отдельной лекции.
4. Выбор комплекта технологических баз. Правила выбора баз
приведены в отдельной лекции.
5. Разработка маршрута обработки детали.
Разработка технологического маршрута, определяющего
последовательность и содержание технологических операций,
является наиболее важной работой.
В первую очередь следует руководствоваться дифференциацией и
концентрацией операций. Дифференциация это расчленение процесса
на ряд простых операций, нередко содержащих всего один переход.
Преимущество - простота операций, а отсюда и возможность подбора
простого дешевого оборудования, простого стандартного
инструмента, приспособлений и возможность использования
низкоквалифицированных рабочих и настройщиков. Недостатки -
снижение точности за счет неоднократной смены баз и удлинение
производственного цикла. Концентрация - построение процесса с
применением возможно меньшего количества операций, за счет их
усложнения. Здесь точность повышается, длительность
производственного цикла снижается, но оборудование и наладка
усложняются, увеличивается вспомогательное время наладки станка,
требуется высококвалифицированные наладчики. Примером
концентрации операций является внедрение станков с программным
управлением, обрабатывающие центры и т.п. Критерий выбора,
конечно, эффективность процесса, более высокая
производительность и низкая себестоимость при обеспечении
высокого качества.
Выбор маршрута зависит от правильного выбора баз,
определяющими точность в процессе обработки, руководствуясь
правилами, рассмотренными в другой лекции.
Маршрут разбивается на черновые и чистовые операции в целях
обеспечения точности, сохранения точностных характеристик на
станках, а также проведения вначале ответственных операций, где
брак более возможен, а в конце процесса - мало ответственных
операций.
Такая последовательность позволит производить меньше затраты
при изготовлении ответственных, дорогостоящих деталей. Например,
корпусных, литых и т.п. изделий.
Маршрут разбивается на отдельные части при выполнении
термических операций. Включают при необходимости слесарные
операции /например, зачистка заусенцев/, округление кромок,
рихтовка, а также другие операции /например, контроль, промывка,
термическая обработка, нанесение антикоррозионного покрытия.
Дополнительные обстоятельства, влияющие на последовательность
операций и переходов: точность базовых поверхностей часто
требуется более высокая, чем точность поверхностей
обрабатываемых с помощью этих баз
Это основные положения при выборе маршрута обработки, которые
корректируются для каждой конкретной детали. Для унифицированных
технологических процессов выбор маршрута упрощается.
6. Определение последовательности обработки поверхностей.
Разработка последовательности переходов в операции
Каждая технологическая операция может быть описана на
отдельном документе - на операционной карте. В учебном
проектировании обязательно механообрабатывающие операции
оформлять на операционных картах. Операционная карта
разрабатывается для серийного и массового производства и
является дополнением к маршрутной карте. Операционная карта
описывает операцию с указанием последовательности выполнения
переходов, данных о технологическом оснащении, технологических
режимах и трудовых затратах. Для каждого метода обработки и даже
для отдельных типов оборудования существуют свои формы
операционных карт. Операционная карта для механической обработки
резанием представлена в методических указаниях.
Разработка технологической операции начинается с разбивки
детали на операционные элементарные поверхности. При этом
определяется возможность их обработки определенным инструментом.
В методических указаний приведены схемы обработки поверхностей
на различных станках. Полную запись переходов следует применять,
если нет операционного эскиза. При наличии операционного эскиза
следует применять сокращенную запись. Операционный эскиз служит
графической иллюстрацией по обработке детали. На эскизе
изображается деталь после данной операции. Эскиз - это чертеж
детали после данной операции с указанием допусков, шероховатости
и условных обозначений установочных и опорных поверхностей.
Эскиз выполняется на операционной карте или на отдельном чертеже
к операционной карте. В учебном проектировании выполнение
операционного эскиза обязательно,
После определение содержания переходов, т.е. какими
инструментами можно получить каждую операционную элементарными
поверхностями, рассматривают возможность сокращения количества
инструментов с учетом количества проходов, припусков,
обеспечения требуемой точности и качества поверхности. Операция
может содержать один и более установов, а также один и более
переходов. Вначале рассматривают и определяют количество и
последовательность установов, а потом переходов.
Методическая работа по составлению последовательности
переходов: 1. Выявление наиболее ответственных поверхностей
детали и других поверхностей, требующих многократной обработки.
Все эти поверхности разбивают на 2 группы: а/ поверхности,
которые лучше обрабатывать совместно с другими /например,
соосные поверхности вращения и прилегающие к ним торцы/, б/
поверхности явно требующие обработки в отдельной операции
/например, зубья зубчатого венца и т.п./. 2. Выявляются
поверхности допускающие обработку сразу окончательно.
3. Рассматривают последовательно поверхности по пункту 1,2 и
выбранные для них схемы обработки. Оценивают однородность этих
переходов, начиная с самых грубых и последовательно переходя к
точным поверхностям. Ориентируясь на требуемую степень точности,
учитывая возможности тут же избираемого станка и приспособления,
объединяют в один переход обработку сразу нескольких
поверхностей. 4. Указывают последовательность выполнения
переходов.
7. Расчет припусков.
Припуск - это слой материала заранее, сознательно оставленный
для последующего снятия на другой операции. Не все поверхности
заготовки, как бы точно и чисто не были они отлиты или
отштампованы, могут быть использованы в эксплуатационных
условиях без дополнительной механической обработки. Нередко
недостаточная плоскостность, прямолинейность, цилиндричность,
соосность поверхностей и т.п. не позволяют применять такие
поверхности без дополнительной обработки. Слой материала,
подлежащий удалению в процессе обработки данной поверхности с
целью получения требуемой формы, размеров и шероховатости,
называется припуском. Припуск измеряется в направлении
перпендикулярном к обрабатываемой поверхности и измеряется в мм.
.jpg)
Минимальный операционный припуск складывается из следующих
составляющих:
Zмин. опер. = Rмах. + hп.с. + Dу + Dдоб., где:
Rмах.- наибольшая высота неровностей после предыдущей
операции;
hп.с. - глубина физически нарушенного поверхностного слоя
после предыдущей операции
(после механической обработки) или обезуглевоженный слой
заготовки;
Dу - погрешность, вызываемая неточностью установки режущего
инструмента и заготовки на предыдущей операции;
Dдоб. - дополнительная составляющая, учитываемая при обработке
протяжённых и сложных пространственных деталей, векторная сумма
отклонений взаиморасположения поверхностей искажений формы
(искривления оси, непараллельность поверхностей и пр.),
полученных в заготовке при предыдущей операции.
Операционный припуск зависит главным образом от составляющей
hп.с. При черновой обработке поверхностный, дефектный слой
велик. Велико и значение Rмах. в заготовках. Отсюда большие
значения припуска. На чистовых операциях операционный припуск
меньше, а на отделочных операциях ещё меньше. Общий припуск на
обработку определяется как сумма операционных припусков, а
размер заготовки по данному параметру - как сумма размера
готовой детали по данному параметру и значений операционных
припусков. При назначении размера заготовки по данному параметру
следует к размеру готовой детали добавлять сперва припуск на
отделку, потом на чистовую обработку и, последним, на черновую.
На каждый промежуточный размер устанавливается операционный
допуск. Для цилиндрических деталей значение величины припуска
удваивается и для отверстий не прибавляется к размеру, а
вычитается.
Расчет припусков ведется лишь при особо ответственных
операциях, при массовом и серийном изготовлении деталей. Как
правило, припуска определяются по таблицам справочников, которые
составлены на основе расчетов и экспериментальных данных
Повышенный припуск ведёт к перерасходу материала, пониженный -
к браку детали.
8. Выбор или проектирование оборудования.
Выбор оборудования зависит от: типа производства, применения
унифицированных технологических процессов, размеров детали,
требуемой точности и шероховатости и др. Следует также учитывать
существующие производственные условия - наличие оборудования,
его загрузку и т.п. Иногда технолог определяет необходимость
заказа специального оборудования.
9. Расчет режимов резания.
Обозначения режимов даны в разделе по механической обработке
резанием. Расчеты проводятся по справочникам или с помощью
программного обеспечения на ПК.
10. Выбор или проектирование оснастки.
Это рассмотрено в отдельной лекции.
11. Расчет норм времени на изготовление детали.
Перед нормированием следует установить: может ли операция
выполняться методом многостаночного обслуживания, где время
может перекрываться временем другой операции. Нормирование может
осуществляться методом: а) опытно-статистического нормирования,
которое применяется, главным образом, в единичном типе
производства; б) расчетного (технического) нормирования, которое
применяется в массовом и серийном производстве
Время изготовления одной штуки детали называется штучным
временем tшт., которое определяется по формуле:
tшт = tо + tвсп + tобсл + tотд.
Основное время - tо - это время непосредственного изменения
формы, размеров и шероховатости поверхности детали. Основное
время, чаще всего при токарной операции, определяют по формуле:
tо = L i / ns, где: L - длина обрабатываемой поверхности детали,
i - количество проходов, т.е. количество проходов инструментом
по обрабатываемой поверхности, n-частота вращения шпинделя, s -
подача.
Вспомогательное время - tвсп -определяется по нормативам и
состоит из трех составляющих: время на установку, закрепление и
снятие детали; время, связанное с переходами (перевод суппорта
или стола, переключение чисел оборотов и подач, и т.п.); время
на контроль и измерения. Сумма tо + tвсп называется оперативным
временем - tоп.
Время на обслуживание - tобсл - подразделяется на техническое
и организационное обслуживание. Техническое обслуживание
складывается из: времени на смену инструмента, времени на
подналадку станка, времени на сметание стружки и т.п.
Организационное обслуживание складывается из: времени на смазку
станка, времени на раскладку и уборку инструмента, времени на
инструктаж рабочего и т.п.
Время на отдых и естественные надобности - tотд.
Время на обслуживание и время на отдых определяются по
нормативам и составляют, примерно, 5-6% от оперативного времени.
При расчете себестоимости партии детали применяется
штучно-калькуляционное время -Тшт.к., которое определяется по
формуле: Тшт.к. = tшт + Тпз / N. Тпз - это
подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на
получение: чертежа, технологического процесса, заготовок,
инструмента, а также на начальный инструктаж, наладку станка и
уборку рабочего места после выполнения работы. N - количество
деталей в партии. В массовом типе производства Тпз = 0. Отсюда
tшт = tшт.к. в массовом типе производства.
12. Указания по технике безопасности и охране окружающей
среды. Данные указания в обязательном порядке приводятся в
каждом технологическом процессе на основании действующих
нормативных требований.
13. Выбор оптимального технологического процесса. Выбор
оптимального варианта производится по экономическим расчетам или
по приоритетным факторам. Наиболее экономичный вариант
технологического процесса определяется путем сравнения
себестоимости изготовления партии деталей. Такой расчет
производится в тех случаях, когда нет уверенности, какой из
вариантов технологического процесса более эффективен
(экономичен). Иногда берется в сравнение лишь часть
технологического процесса, по которой есть сомнение: выбор
заготовки, раскрой, применение отдельных операций. Себестоимость
изготовления партии дели можно представить упрощенной формулой:
С = А + ВN, где: А - капитальные затраты, например, изготовление
литьевой формы, станочных приспособлений и т.п., В - текущие
затраты, например, зарплата рабочего, амортизация оборудования,
стоимость электроэнергии и т.п. Эти зависимости можно
представить графически.
.jpg)
Как видно из графика, при объеме партии до m наиболее
эффективен 1 вариант, а при увеличении объема партии
экономически выгоден 2 вариант.
14. Оформление технологического процесса.
Комплект форм документов, применяемых на предприятии, может
содержать формы общего назначения, формы специального назначения
и прочие формы технологических документов. К формам общего
назначения относят: маршрутную карту (МК), карту эскизов (КЗ),
технологическую инструкцию (ТИ), комплектовочную карту (КК),
ведомость расцеховки (ВР), ведомость оснастки (ВО), ведомость
материалов (М); ведомость деталей (сборочных единиц) к типовому
(групповому) технологическому процессу (операции) (ВТП, ВТО),
ведомость технологических документов (ВТД) и др. К формам
специального назначения относят: карту техноло-гического
процесса (КТП), карту типового (группового) технологического
процесса (КГТП), операционную карту (ОК), сводную операционную
карту (СОК), операционную карту типовую или групповую (ОКТ),
ведомость операций (ВОП), ведомостъ деталей и др. В учебном
проектировании применяются учебные формы по оформлению
технологического процесса.