Обслуживание  

Порядок и последовательность проектирования технологических процессов. Последовательность проектирования технологического процесса. Типовые узлы станков

59. Общая последовательность проектирования технологического процесса сборки. Исходные данные для разработки технологического процесса сборки.

Общая последовательность проектирования техпроцесса сборки

Основные этапы проектирования

    Получение исходных данных для проектирования;

    Анализ технических требований, выявление технологических задач, выбор методов и средств контроля;

    Расчет такта выпуска и установление метода работы (поточный, непоточный);

    Выбор организационной формы сборки (стационарная, подвижная);

    Технологический анализ сборочный чертежей и рабочих чертежей с точки зрения технологичности конструкции изделия;

    Выбор метода обеспечения заданной точности;

    Выбор маршрутной технологии;

    Построение операций;

    Выбор и разработка необходимых для выполнения техпроцесса СТО;

    Техническое нормирование сборочных работ;

    Расчет технико-экономических показателей процесса сборки и оценка вариантов;

    Оформление технологической документации.

    В исходные данные включают:

    Сборочные чертежи со всеми техническими требованиями;

    Рабочие чертежи деталей;

    Спецификации к сборочным единицам и изделию в целом;

    Технические условия на приемку изделия;

    Программа выпуска;

    Образец собранного изделия.

2) Имея исходные данные технолог должен изучить служебное назначение машины и проанализировать ее конструкцию. Нужно убедиться:

    В возможности соединения сопрягаемых деталей;

    В отсутствии препятствий в осуществлении таких соединений;

    В возможности осуществления разборки;

    В отсутствии препятствий установке сборочных единиц.

Технические требования, как правило, сводятся к соблюдению точности положения, вращения, линейного перемещения составных частей относительно друг друга. Эти требования обеспечиваются через точность взаимного положения собираемых частей, регламентируемую требованиями параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности и биения. Убедившись в возможности сборки нужно установить способы и средства для достижения нужной точности и контроля, основных точностных параметров.

При невозможности обеспечения точностных требований и их контроля необходимо корректировка конструкции совместно с конструктором для создания более технологичной конструкции.

При формулировке технологических задач выявляют:

    Основные точностные характеристики;

    Взаимное положение деталей, соответствующее самым худшим точностным показателям;

    Для посадок с зазором анализируют возможные положения звеньев и определяют такие их положении, которые наиболее благоприятно сказываются на точности изделия;

    Определяют заложенные в конструкции методы компенсации погрешностей, определяют способы контроля точностных параметров и составляют схемы их контроля.

3) Метод работы зависит от годовой программы; степень дифференциации техпроцесса определяется после сопоставления средней продолжительности сборочных операций с тактом выпуска, рассчитывают ожидаемый коэффициент загрузки:

где τ – такт выпуска;

Т шт.ср – среднее штучное время, определяемое по укрупненным нормативам.

Если К ближе к 1, то сборку строят на основе поточного метода и за каждым рабочим местом закрепляют одну операцию.

Обычно считают, что поточный метод целесообразен при К > 0.7…0.75.

Если такт выпуска значительно превышает среднее штучное время, то за каждым рабочим местом закрепляют несколько операций и оценивают размер производственной партии.

При малой программе выпуска и сложных изделиях размер партии соответствует трехмесячной программе, т.е. запуск один раз в квартал.

Для изделий средней сложности запуск раз в месяц – месячная программа.

Для простых изделий и большой программы выпуска размер партии двухнедельная программа.

4) Выбор организационной формы обусловлен годовой программой, разнообразием собираемых изделий, их технологической сложностью, габаритами и массой.

5) Анализ технологичности.

6) Выбор метода обеспечения точности (5 методов, полная взаимозаменяемость…).

7) Выбор маршрутной технологии. Изделия разбивают на сборочные единицы, определяют целесообразную степень дифференциации процесса сборки и устанавливают последовательность выполнения соединения всех сборочных единиц и деталей изделия. При этом учитывают следующие принципы:

    Целесообразность выделения сборочной единицы (как конструктивной, так и технологической).

    В сборочной единице не должно быть слишком много составных частей. В ней не должно быть слишком мало составных частей из-за усложнения комплектования общей сборки.

    Если в результате сборки сборочной единицы требуется ее испытание или обкатка либо выполнение пригоночных работ, то такую сборку обязательно выносят за пределы общей сборки.

    Сборочные единицы после монтажа на изделии не должны подвергаться разборке.

    Трудоемкость сборки всех сборочных единиц должна быть примерно одинаковой.

После этого составляется технологическая система сборки.

По принятым технологическим схемам узловой и общей сборки выявляют основные сборочные операции. Операции выделяют так, чтобы на рабочем месте выполнялось однородная по своему характеру работа, которая должна быть технологически завершена. После этого составляется техпроцесс, степень детализации которого зависит от типа производства.

В единичном и мелкосерийном производстве ограничиваются разработкой маршрутного техпроцесса, представляющего перечень и последовательность сборочных операций.

Маршрутное описание требует высоко квалифицированного рабочего.

Операционное описание используется в операционных техпроцессах, разрабатываемых для условий серийного и массового производства. В этом случае операции разрабатываются максимально подробно с указанием содержания и последовательности выполняемых переходов и с приведением сведений по технологическим режимам.

Маршрутно-операционный способ описания при таком техпроцессе часть выполняется по операционному описанию (при сложных операциях). Используется в условиях мелкосерийного, среднесерийного и крупносерийного производств.

8) Проектирование технологических операций сборки (для условий серийного и массового производств).

В операционном техпроцессе сборки при выявлении порядка и последовательности операций учитывают:

    Возможность совмещения операции с другой операцией или с несколькими операциями через деление данной операции на части;

    Возможность более рациональной последовательности операций;

    Возможность совмещения технологической операции с контрольной;

    Упрощение сложной операции через выделение законченной ее части в отдельную операцию;

    Возможность выполнения сборочных операций, требующих пригонки в механическом цехе.

Аннотация: Рассматриваются методы разработки технологических процессов при неавтоматизированной и автоматизированной подготовке производства. Показана необходимость использования установленных отечественных стандартов ЕСКД и технических классификаторов деталей (ТКД) как логического продолжения ЕСКД.

Показать необходимость и важность компьютеризации при проектировании технологических процессов.

6.1. Общая постановка задачи

Современное производство использует самый широкий спектр технологий при проектировании технологических процессов. Применение той или иной технологии в каждом конкретном случае должно быть представлено в виде технологического процесса (ТП).

Технологический процесс (ТП) определяет последовательность выполняемых действий при изготовлении или сборке, вид выбранного материала, используемое оборудование и инструмент, технологические режимы (для литья из пластмасс - температурный режим, давление впрыска, усилие запирания, время выдержки и т. д.). ТП сборки описывает последовательность действий при сборке электронных узлов изделия.

При неавтоматизированной подготовке производства технологические процессы разрабатываются непосредственно в виде комплектов технологической документации. При использовании автоматизированных систем ТПП создаваемые описания технологических процессов размещаются в компьютерной базе данных, а соответствующая документация становится лишь отображением внутреннего представления ТП во внешнюю сферу. Хранящиеся в базе данных ТП являются основным источником информации для решения задач автоматизированного управления технологической подготовкой производства. При этом разработка ТП выполняется с помощью специальных систем автоматизированного проектирования ТП (САПР ТП ).

Важную роль при проектировании индивидуальных ТП играют групповые ТП . Они являются элементом рационально организованного группового производства .

Принципы организации группового производства были разработаны профессором С.П. Митрофановым и впоследствии развиты представителями его школы. Эти принципы приняты на вооружение и успешно используются ведущими предприятиями всех стран мира.

В групповом производстве изготавливаемые изделия объединяются в группы по признакам конструктивной и технологической общности. Это дает возможность унифицировать процессы их изготовления, сократить общее время подготовки производства и повысить ее эффективность. Для объединения изделий в группы применяются специальные классификаторы ,а после отнесения изделия в ту или иную группу ему присваивается соответствующий классификационный код .В отечественной промышленности принята унифицированная система классификации и кодирования изделий по конструкторским признакам, которая устанавливается стандартами ЕСКД. Для целей ТПП используется технологический классификатор деталей (ТКД), который является логическим продолжением классификатора ЕСКД.

Групповой ТП - это ТП изготовления группы изделий с общими технологическими признаками. Групповой ТП характеризуется общностью используемого оборудования, средств технологического оснащения и наладки. Таким образом, применение групповых ТП способствует унификации процессов подготовки производства и самого производства.

6.2. Функции и проблемы технологической подготовки производства

Эта задача должна решаться специалистами служб ТПП в тесном контакте с конструкторами изделия. В результате нужно добиться максимально возможного упрощения процессов изготовления деталей изделия и процессов его сборки. При окончательном определении конструкции нужно представлять, какая оснастка понадобится для изготовления той или иной детали, и стараться упростить оснастку за счет допустимых изменений в конструкции.

Например, пластмассовый корпус прибора нужно спроектировать так, чтобы пресс-форма для его изготовления была возможно более простой (с меньшим числом линий разъема и т. п.).

Разумеется, упрощения конструкции не должны приводить к ухудшению внешнего вида (дизайна), качества или эксплуатационных характеристик изделия.

Поэтому обеспечение технологичности во многих случаях является сложной творческой задачей, требующей оптимального учета многих технических и экономических факторов.

Технологичности конструкции изделия способствуют также унификация и стандартизация. Они дают возможность заимствования или приобретения готовых деталей и узлов изделия. Например, установка в приборе стандартного блока питания избавляет предприятие от затрат на его проектирование и изготовление.

Технологичность конструкции является основным критерием, определяющим пригодность аппаратуры к промышленному выпуску.

Под технологичностью конструкции понимают совокупность ее свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению с соответствующими показателями конструкций изделий того же назначения при обеспечении заданных показателей качества.

Начиная с момента разработки эскизного проекта и до момента изготовления опытного образца и серии изделий необходимо максимизировать данный фактор. Характер отработки конструкции изделия на технологичность зависит не только от стадии проектирования, но и от вида производства и объема выпуска, типа, назначения изделия; прогрессивности оборудования и оснастки, организации производства. Целесообразной является отработка технологичности конструкции в процессе ее проектирования.

Оценку технологичности производят на основе использования частных и комплексного показателей. Состав относительных частных показателей и значения коэффициентов значимости определяются классом, к которому относится разрабатываемое изделие.

Номенклатура показателей технологичности сборочных единиц и блоков РЭА установлена отраслевым стандартом. В соответствии с ним все блоки РЭА условно разбиты на 4 класса:

  • радиотехнические;
  • электронные;
  • электромеханические;
  • коммутационные.

Для каждого класса установлены свои показатели технологичности в количестве не более 7.

Расчет показателей технологичности конструкции проводится по определенной методике для радиотехнического класса РЭА.

6.3. Классификация технологических процессов

Первым этапом проектирования ТП является разработка предварительного проекта, вторым - разработка рабочей технологической документации на стадии опытного образца (партии), установочной серии, установившегося серийного или массового производства.

Предварительный проект предназначен для отработки и проверки технологичности конструкции изделия на стадиях эскизного и технического проектов разработки конструкторской документации, для подготовки и разработки рабочей документации .

Под рабочей технологической документацией подразумевается совокупность технологических документов (карт, инструкций, ведомостей), которые содержат все данные, необходимые для изготовления и контроля изделия.

Технологические процессы разделяются на следующие виды.

  • Проектный технологический процесс, выполняемый по предварительному проекту технологической документации.
  • Рабочий технологический процесс, выполняемый по рабочей технологической и конструкторской документациям.
  • Единичный технологический процесс, относящийся к изделиям одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.
  • Типовой технологический процесс, характеризуемый единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструктивными признаками.
  • Стандартный технологический процесс - технологический процесс, установленный стандартом.
  • Временный технологический процесс, применяемый на предприя-ии в течение ограниченого периода времени из-за отсутствия надлежащего оборудования или в связи с аварией до замены на более современный.
  • Перспективный технологический процесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии.
  • Маршрутный
  • Операционный технологический процесс, выполняемый по документации, в которой содержание операций излагается с указанием переходов и режимов обработки.
  • Маршрутно-операционный технологический процесс, выполняемый по документации, в которой содержание операций излагается без указания переходов и режимов обработки.
  • Групповой технологический процесс, который разрабатывается не на одну деталь, а на группу деталей, сходных по технологическим признакам.

6.4. Содержание работ проектирования технологических процессов

Разработка технологических процессов производится для изделий, конструкция которых отработана на технологичность и включает комплекс взаимосвязанных работ . К ним относятся:

  • выбор заготовок;
  • выбор технологических баз;
  • подбор типового технологического процесса;
  • определение последовательности и содержания технологических операций;
  • определение, выбор и заказ новых средств технологического оснащения (в том числе средств контроля и испытания);
  • назначение и расчет режимов обработки;
  • нормирование процесса;
  • выбор средств механизации и автоматизации элементов технологических процессов и внутрицеховых средств транспортирования и другие.

При разработке технологических процессов используются классификаторы технологических операций, системы обозначения, , стандарты, каталоги, справочники и "Единая система технологической документации (ЕСТД)".

При разработке типовых технологических процессов необходимо учитывать конкретные производственные условия типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками.

К типовому представителю группы изделия обычно относится такое изделие, изготовление которого требует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерных для изделий, входящих в эту группу.

Необходимость разработки типовых технологических процессов определяется экономической целесообразностью, связанной с частотой применения изделия группы. Типизация осуществляется в двух направлениях:

  • типизация комплексных технологических процессов изготовления однотипных изделий;
  • типизация и стандартизация отдельных операций обработки различных изделий.

Типовые технологические процессы могут быть оперативными и перспективными.

Типовые технологические процессы и стандарты на технологические операции являются информационной основой при разработке рабочего технологического процесса.

6.5. Виды технологических документов

Разработанные технологические процессы оформляются в виде технологических документов следующих видов, предусмотренных Государственным стандартом ЕСТД (ГОСТ 3.1001-74 -3.1106-74 и т. д.).

  1. Маршрутная карта (МК) - технологический документ, содержащий описание технологического процесса изготовления или ремонта изделия (включая контроль и перемещения) по всем операциям различных видов и технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах в соответствии с установленными формами. Маршрутная карта является обязательным документом. Эту карту допускается разрабатывать на отдельные виды работ.
  2. Карта эскизов (КЭ) - технологический документ, который содержит эскизы, схемы и таблицы, необходимые для выполнения технологического процесса, операции или перехода изготовления или ремонта изделия.
  3. Технологическая инструкция (ТИ) - технологический документ, который содержит описание приемов работы или технологических процессов изготовления или ремонта изделия, правил эксплуатации средств технологического оснащения, описания физических и химических явлений, возникающих при отдельных операциях.
  4. Комплектовочная карта (КК) - технологический документ, который содержит данные о деталях, сборочных единицах и материалах, входящих в комплект собираемого изделия.
  5. Ведомость расцеховки (ВР) - технологический документ, содержащий данные о маршруте прохождения изготовленного (ремонтированного) изделия по службам предприятия.
  6. Ведомость оснастки (ВО) - технологический документ, который содержит перечень технологической оснастки, необходимой для выполнения данного технологического процесса или операции.
  7. Ведомость материалов (ВМ) - технологический документ, содержащий данные о заготовках, нормах расхода материала, маршруте прохождения изготавливаемого изделия и его составных частей.
  8. Ведомость сборочных единиц к типовому технологическому процессу (ВТП) - технологический документ, содержащий перечень сборочных единиц . Эти единицы изготавливаются по типовому технологическому процессу (операции) с указанием соответствующих данных о трудозатратах и при необходимости - о материалах, технологической оснастке и режимах.
  9. Карта технологического процесса (КТП) - технологический документ, который содержит описание технологического процесса изготовления или ремонта изделия (включая контроль и перемещения) по всем операциям, выполняемым в одном цехе в технологической последовательности, с указанием данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых нормативах.

    Для отдельных видов работ, связанных технологическим маршрутом изготовления изделий с другими видами работ, допускается разрабатывать КТП с указанием всех видов работ, выполняемых в разных цехах. При этом если КТП охватывает весь маршрут изготовления данного изделия, то она заменяет МК, и последняя не разрабатывается.

  10. Карта типового технологического процесса (КТТП) - технологический документ, содержащий описание типового технологического процесса изготовления и ремонта группы сборочных единиц в технологической последовательности с указанием операций и переходов и соответствующих данных о средствах технологического оснащения и материальных нормативах.
  11. Операционная карта (ОК) - технологический документ, содержащий описание технологической операции с указанием переходов, режимов обработки и данных о средствах технологического оснащения.
  12. Операционная карта типовая (ОКТ) - технологический документ, содержащий описание типовой технологической операции с указанием переходов, данных о технологическом оборудовании и, при необходимости, о технологической оснастке и режимах обработки.
  13. Ведомость операций (ВОП) - технологический документ, который содержит перечень и описание всех операций технологического контроля, выполняемых в одном цехе, с указанием данных об оборудовании, оснастке и требований к контролируемым параметрам .

6.6. Основные документы АСТПП

Основными документами являются:

  • МК - маршрутная карта;
  • КТП - карта технологического процесса;
  • ВТП - ведомость сборочных единиц к типовому технологическому процессу.

Основной документ в отдельности или в совокупности с другими документами, записанными в нем, полностью и однозначно определяет технологический процесс изготовления изделия по всем или отдельным видам работ .

ЕСТД установлены формы документов общего и специального назначения. Общие документы предназначены для оформления в них различных видов работ . К ним относятся: МК, КЭ, ТИ, КК, ВР, ВО, ВМ и ВТП.

Специальные документы предназначены для оформления в них технологических процессов, специализированных по отдельным видам работ . К ним относятся: КТП, КТТП, ОК, ОКТ, ВОП.

Имеются также прочие документы. К ним относятся, например, карта учета обозначений, карта применяемости оснастки, технологический паспорт и другие, отличающиеся тем, что они не имеют графы "обозначение технологического документа" по ГОСТ 3.1201-74.

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.

Разработку техпроцессов проводят в следующей последовательности:

I. Сбор исходных данных. Анализ служебного назначения детали.

Исходные данные: чертеж детали, годовая программа выпуска, продолжительность выпуска.

Под служебным назначением детали (изделия) понимают четко сформулированную задачу, для решения которой она применяется.

Анализ служебного назначения включает:

1. Установление условий, в которых работает деталь (изделие).

2. Определение нагрузок, действующих на деталь (постоянные, перемен­ные, циклические, крутящий момент, изгибающие и др.)

3. Классификацию поверхностей детали.

Рис. 2.1. Классификация поверхностей детали

На рис. 2.1 приведена классификация поверхностей ступенчатого вала.

Поверхности детали классифицируются следующим образом:

Основные конструкторские базы (ОКБ) - это базы, определяющие положение детали в изделии;

Вспомогательные конструкторские базы (ВКБ) - это базы, которые определяют положение деталей, присоединяемых к рассматриваемой детали;

Исполнительные поверхности (ИП) - это поверхности, при помощи которых деталь выполняет свое служебное назначение;

Свободные поверхности (СП) - это поверхности, определяющие заданные контуры детали.

II. Анализ технологичности конструкции детали.

Этот анализ является важной частью при проектировании технологическо­го процесса и заключается в технологическом контроле чертежа детали.

При этом:

1. Анализируется чертеж детали:

а) достаточность графической информации о детали (видов, разрезов, сечений и т.д.)

б) достаточность и правильность простановки размеров, величин ше­роховатостей, погрешностей формы и расположения поверхностей и т.д.

в) наличие сведений о материале детали, покрытиях, ее массе, тер­мообработке и др.

2. Оценивается возможность упрощения конструкции детали.

3. Устанавливается возможность применения высокопроизводительных мето­дов обработки.

4. Определяется соответствие стандарту конструктивных элементов детали (фасок, канавок и др.).

5. В первом приближении намечаются поверхности, которые будут использо­ваны в качестве исходных баз.

III. Выбор типа производства и формы его организации.

В машиностроении различают три типа производства: единичное (Е), серийное (С) и массовое (М).

Серийное производство разделяют на мелкосерийное (МС), среднесерий­ное (СС) и крупносерийное (КС).

При помощи таблицы 2.1 ориентировочно можно определить тип производства, в зависимости от массы изготавливаемой детали или трудоемкости сборки изделия и годовой про­граммы выпуска.

Таблица 2.1

Выбор типа машиностроительного производства

Масса детали, кг Тип производства
Е МС СС КС М
Годовой объем выпуска, шт/год
<1,0 <10 10-1500 1500-100000 75000-200000 >200000
1,0-2,5 < 10 10-1000 1000-50000 50000-100000 >100000
2,5 - 5,0 < 10 10-500 500-35000 35000-75000 >75000
5,0-10,0 <10 10-300 300-25000 25000-50000 >50000
10-20 <10 10-200 200-10000 10000-25000 >25000
20-300 <10 10-150 150-1000 1000-5000 >5000
>300 <5 5-100 100-300 300-1000 >1000

Для качественной оценки типа производства можно использовать крите­рий, называемый коэффициентом закрепления операций (КЗО).

КЗО равен отношению числа всех операций, выполняемых в течение месяца (SО) к числу рабочих мест (Р):

Если КЗО> 40, то это единичное производство; от 20 до 40 - мелкосерий­ное; от 10 до 20 - среднесерийное; свыше 1 до 10 - крупносерийное; равно единице - массовое.

Различают следующие формы организации ТП: предметная непоточная (Е), групповая непоточная (МС), групповая переменно-поточная (СС) и поточная непрерывная (КС, М).

Групповая форма организации производства характеризуется сле­дующими признаками:

1. Изделие запускается в производство партиями (сериями) с определенной периодичностью.

2. Оборудование расставляется по типам станков, создавая производствен­ные участки.

3. За каждым рабочим местом закрепляется несколько технологических операций.

При групповой форме организации производства рассчитывают размер партии деталей для разового запуска в производство:

где: а - периодичность запуска в днях (принимают 3,6,12,24 и т.д.); 254 -среднее количество рабочих дней в году.

Поточная форма характеризуется следующими признаками:

1. Специализацией каждого рабочего места на выполнение одной операции (КЗО=1).

2. Размещение рабочих мест производится строго в последовательности, соот­ветствующей ТП.

Режим работы поточной линии оценивается тактом выпуска деталей.

Такт выпуска (tв) - это промежуток времени, в течение которого с по­точной линии должна выпускаться единица продукции. Его можно опреде­лить при помощи формулы:

, мин/шт. ,

где: Fд- действительный фонд рабочего времени за год (в часах); N - годо­вая программа выпуска в штуках.

В таблице 2.2 приведены основные характеристики различных типов производства.

IV. Выбор и проектирование заготовки.

V. Выбор методов обработки отдельных поверхностей.

VI. Разработка технологического маршрута изготовления детали. Разработ­ка плана обработки и схем базирования.

VII. Разработка технологических операций.

7.1. Выбор последовательности выполнения технологических переходов.

7.2. Окончательный выбор станка, оснастки, измерительного и режущего инструмента.

7.3. Расчет режимов резания и норм времени.

7.4. Расчет загрузки технологического оборудования.

7.5. Оформление технологической документации.

VIII. Проектирование технологической оснастки.

Таблица 2.2

Характеристика типов производства

Показатель техпроцесса (ТП) Тип производства
Единичное Серийное Массовое
1. Форма органи­зации ТП предметная непоточная групповая поточная
2. Повторяемость изделий отсутствие заранее обусловленной повто­ряемости периодическое повторе­ние партий непрерывный выпуск в течение длительного времени
3. Унификация ТП использование типо­вых ТП разработка специальных ТП на базе типовых разработка специаль­ных ТП на базе анали­за
4. Заготовка прокат, литье в землю свободная ковка профильный прокат, ли­тье в кокиль, горячая штамповка спец. прокат, литье в кокиль, холодная и го­рячая штамповка
5. Припуск на обработку значительный незначительный минимальный
6. Расчет припус­ков укрупненный по таб­лицам подробный по перехо­дам детальный на базе размерного анализа
7. Оборудование универсальное универсальное, отчасти специализированное специализированное и специальное
загрузка различными деталями без какой-либо закономерности периодическая смена детали на станках непрерывная загрузка оборудования одними и теми же деталями
9.КЗО свыше 40 от 1 до 40
10. Расстановка оборудования по типам и размерам по направлениям харак­терных грузопотоков по ходу ТП
11 Настройка станков отсутствие настройки, работа по промерам по измерительным инст­рументам и приборам по эталонам
12. Оснастка универсальная универсальная и спе­циальная специальная
13. Расчет режи­мов резания по общемашиност­роительным нормати­вам по отраслевым нормати­вам и эмпирическим формулам аналитическим путем на базе математиче­ской модели
14. Квалификация рабочих Высокая различная низкая, при высокой квалификации налад­чиков

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Сборка является заключительным этапом при изготовлении машин. Объем работ при сборке в автомобилестроении составляет до 20% от об­щей трудоемкости изготовления автомобиля.

Технологический процесс сборки - это совокупность операций по со­единению деталей в определенной последовательности с целью получить изделие, отвечающее заданным эксплутационным требованиям.

Изделие состоит из основных частей, роль которых могут выполнять детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.

Сборочная единица - часть изделия, составные части которой подле­жат соединению между собой на сборочных операциях на предприятии-изготовителе. Её характерной особенностью является возможность сборки обособленно от других элементов изделия. Сборочная единица изделия в зависимости от конструкции может собираться либо из отдельных деталей, либо из сборочных единиц высших порядков и деталей. Различают сбороч­ные единицы первого, второго и более высоких порядков. Сборочная еди­ница первого порядка входит непосредственно в изделие. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких сборочных единиц второго порядка и деталей и т.д. Сборочную единицу наивысшего порядка расчленяют только на детали. Сборочные единицы называют на практике узлами или группами.

Сборочная операция - это технологическая операция установки и об­разования соединений сборочных единиц изделия. Сборку начинают с ус­тановки и закрепления базовой детали. Поэтому в каждой сборочной еди­нице должна быть найдена базовая деталь - это деталь, с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней детали и другие сборочные единицы.

По последовательности выполнения различают:

Промежуточную сборку - это сборка мелких элементов на механических участках или сборка 2-х деталей перед окончательной обработкой;

Узловую сборку - это сборка сборочных единиц изделия;

Общую сборку - это сборка изделия в целом.

По наличию перемещений собираемых изделий различают:

Стационарную сборку - это сборка изделия или основной его части на од­ном рабочем месте;

Подвижную сборку - собираемое изделие перемещается по конвейеру.

По организации производства различают:

Поточную сборку, - которая предусматривает разделение технологического процесса на отдельные технологические операции, продолжительность ко­торых не превышает такта выпуска изделия;

Групповую сборку, - которая предусматривает возможность сборки раз­личных однотипных изделий на одном рабочем месте.

По степени подвижности различают подвижные и неподвижные со­единения.

Подвижные соединения обладают возможностью относительного пе­ремещения в рабочем состоянии в соответствии с кинематической схемой механизма. При этом используются посадки с зазором. Для сборки не тре­буется значительных усилий.

Неподвижные соединения не позволяют перемещаться друг относи­тельно друга соединяемым деталям. В неподвижных соединениях используются переходные посадки или посадки с натягом.

По характеру разбираемости соединения подразделяют на разъемные и неразъемные.

Разъемные соединения могут быть полностью разобраны без повре­ждения соединяемых деталей.

Неразъемные соединения собираются при помощи прессовых поса­док, сварки, пайки, склеивания и т.д. Без повреждения собираемых деталей их разобрать невозможно.

Методы сборки - определяются конструктором изделия путем про­становки допусков сопрягаемых деталей.

При сборке всегда происходит материализация заложенных конст­руктором размерных цепей.

Метод полной взаимозаменяемости - позволяет проводить сборку из­делия без какого-либо подбора или дополнительной обработки деталей. Метод наименее трудоемок, но необходимо увеличить затраты на механи­ческую обработку.

Метод неполной взаимозаменяемости – предусматривает, что ряд соединений не могут собраться без дополнительной доработки деталей.

Метод групповой взаимозаменяемости (селективная сборка) – предусматривает предварительную сортировку деталей на группы. Сборка в пределах группы осуществляется по методу полной взаимозаменяемости. Это позволяет достичь высокой точности в сопряжениях, при незна­чительном увеличении затрат на контроль (рис 3.1).

Рис. 3.1. Селективная сборка

Метод пригонки и регулирования - предусматривает наличие в раз­мерной цепи компенсирующего звена, положение которого регулируется в процессе сборки (регулировка зазоров, прокладки и т.п.).

Приспособления, применяемые при сборке, классифицируются сле­дующим образом:

Зажимные приспособления (предназначены для базирования и закреп­ления базовых деталей, с которых начинается сборка узла или изделия);

Установочные приспособления (предназначены для точной установки соединяемых деталей друг относительно друга);

Рабочие приспособления (используемые при выполнении отдельных пере­ходов технологических операций сборки (гайковёрты, прессы и т.д.));

Контрольные приспособления.

Разработка технологического процесса сборки осуществляется в сле­дующей последовательности:

Этап 1. Анализ исходных данных:

Изучение чертежей изделия и деталей, технических требований на сборку и приемку изделия;

Выбор организационных форм сборки;

Классификация видов соединений деталей;

Выбор метода сборки;

Установление годовой программы выпуска;

Определение продолжительности выпуска.

Этап 2. Разработка технологических схем общей и узловой сборки.

Изучение собираемого изделия завершается составлением техноло­гических схем общей (рис. 3.2) и узловой сборки (рис. 3.3). Технологиче­ские схемы сборки составляются на основе сборочных чертежей изделия. На них каждая составная часть изделия обозначается прямоугольником, разделённым на три части (рис. 3.4). В части А указывается наименование элемента, в части Б - числовой индекс согласно спецификации, в части В - число элементов, входящих в данное соединение. Перед числовым индек­сом сборочной единицы изделия ставятся буквы Сб (сборка) и номер по­рядка: 1сб, 2сб и т.д.

Элемент, с которого начинают сборку изделия или его сборочной единицы, называют базовым. По его номеру ставят числовой индекс со­ставной части, в которую он входит.

Процесс общей сборки изображают на схеме горизонтальной линией. Её проводят в направлении от базового элемента изделия к собранному объекту.

Сверху (рис.3.2) в порядке последовательности сборки располагают условные обозначения всех непосредственно входящих в изделие де­талей, снизу - сборочных единиц. На технологических схемах узловой сборки сборочные единицы расчленяют на сборочные единицы высших порядков и детали.

Технологические схемы сборки снабжают надписями - сносками, по­ясняющими характер сборочных работ ("Запрессовать", "Паять", "Клепать", "Регулировать", "Проверить зазоры" и пр.) и выполняемый при сборке кон­троль.

Схемы отражают возможности одновременной установки несколь­ких составных частей изделия на его базовую деталь (рис. 3.2, точка А), что позволяет сократить длительность цикла сборки.

Рис. 3.2. Технологическая схема общей сборки

Рис. 3.3. Технологическая схема узловой сборки

Рис. 3.4. Условное изображение сборочных единиц

Этап 3. Разработка маршрутной технологии общей и узловой сборки.

Процесс сборки изделия или узла разбивается на отдельные операции, выполняемые в определенной последовательности. В одну операцию может входить сборка нескольких деталей и узлов. Она характеризуется законченностью действий.

Маршрут сборки - это набор технологических операций, выполняе­мых в строго определенной последовательности.

Критерием для разделения маршрута на операции является такт вы­пуска t B .

Необходимо, чтобы длительность технологической операции t шт не пре­вышала такта выпуска t B (t шт < t B).

,

где: F cp - действительный годовой фонд времени работы оборудования, в часах; N - годовая программа выпуска изделий, в штуках.

Этап 4. Разработка технологических операций сборки.

Разработка производится в следующей последовательности:

Разработка содержания и последовательности переходов;

Выбор оснастки, инструментов, оборудования;

Расчет норм времени на выполнение каждого перехода и всей операции;

Оформление технической документации (ОК, чертежей наладок, операци­онных эскизов сборки).

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.