Технологический процесс должен быть разработан с учетом производственных возможностей предприятия и передового опыта
![]()
|
Задачей проектирования технологического процесса механической обработки является определение такой ее последовательности, при которой наиболее полно используются технологические возможности станков, приспособлений и инструментов, а деталь изготовляется с наименьшими материальными затратами. Такие же задачи решаются и при проектировании технологического процесса восстановления изношенных и поврежденных деталей. Технологический процесс должен быть разработан с учетом производственных возможностей предприятия и передового опыта. Необходимо также иметь следующие исходные данные: 1. Годовую производственную программу, которая влияет на выбор оборудования, приспособлений, инструментов, а также на структуру технологического процесса. 2. Рабочий чертеж детали, по которому составляют технологический маршрут обработки, определяют виды, методы механической обработки и место термической обработки в общем технологическом процессе изготовления детали, составляют технические условия (ТУ) на приемку обрабатываемой детали, выбирают оборудование, приспособления и инструмент. Рабочий чертеж детали должен быть выполнен в масштабе 1:1. Исключение делается для деталей больших и малых размеров. На рабочем чертеже проставляют все необходимые размеры для обработки детали. Размеры на сопрягаемые поверхности приводят с допусками, характеризующими точность обработки. Кроме того, указывают допуски на неточность взаимного расположения отдельных обрабатываемых поверхностей. Шероховатость обрабатываемых и необрабатываемых поверхностей обозначают условными знаками в соответствии с ГОСТом.” На рабочем чертеже также указывается материал, из которого должна быть изготовлена деталь, ее масса, термическая обработка, твердость детали (сердцевины), ее отдельных поверхностей и другие сведения. 3. Указания по использованию имеющегося оборудования и его загрузке. Если разрабатывается технологический процесс для действующего предприятия, то обычно оговаривают в задании, на каком оборудовании обрабатывать, число смен работы и т. п. 4. Справочные материалы, к которым относятся каталоги или паспортные данные станков, справочники по режимам резания, нормированию, по приспособлениям, инструменту и т. д. Проведя анализ исходных данных, с целью подбора существующей типовой технологии следует установить, к какому классу или группе деталей относится обрабатываемое изделие. При разработке технологии необходимо учитывать имеющийся опыт изготовления типовых деталей на передовых предприятиях, по возможности использовать новое прогрессивное оборудование, приспособления и инструменты, а также наиболее совершенные формы организации производства. Чтобы обеспечить изготовление деталей с наименьшими затратами, для большинства основных деталей на заводах серийного и особенно крупносерийного производства составляют несколько вариантов технологий. По результатам экономического анализа выбирают наиболее эффективный вариант. Рекламные предложения на основе ваших интересов: Таким образом, при разработке технологии приходится учитывать технические и экономические факторы. Технологию механической обработки разрабатывают в следующей последовательности: 1. Изучают рабочий чертеж детали, технические требования на ее изготовление. С целью возможного улучшения технологичности конструкции детали выясняют, какой сборочной единице и машине она принадлежит, устанавливают предполагаемые условия ее эксплуатации (среда, нагрузка и т. п.). Основные требования к технологичности детали: – конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов или быть стандартной в целом; – детали должны изготовляться из стандартных или унифицированных заготовок; – размеры и поверхности детали должны иметь оптимальные точность и шероховатость; – физико-химические и механические свойства материала, жесткость детали, ее форма и размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления, хранения и транспортирования; – показатели базовой поверхности (точность, шероховатость) детали должны обеспечивать точность установки обработки и контроля; – заготовки должны быть получены рациональным способом с учетом заданного объема выпуска и типа производства; – метод изготовления должен обеспечивать возможность одновременного получения нескольких деталей; – сопряжения поверхностей деталей различных классов точности и чистоты должны соответствовать применяемым методам и средствам обработки; – конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологий ее изготовления. 2. Выбирают заготовку и метод ее изготовления. Это сложная технико-экономическая задача. В основе ее решения лежит обеспечение требуемых свойств изготовляемых деталей и минимума затрат на производство заготовки и последующую обработку. Техническим критерием при выборе заготовки явля- ются материал, конфигурация и размер заготовки, масса, точность выполнения и качество поверхностного слоя, направление волокон материала, определяющее работоспособность детали. Так, если материал заготовки — чугун, то очевидно, что получить заготовки можно только литьем, а метод (в землю, в кокиль и т. п.) будет зависеть от экономических критериев и технических возможностей. Дальнейшая обработка заготовки на автоматизированном оборудовании исключает свободную ковку или литье в землю из-за больших допусков, влекущих большую вероятность поломки режущего инструмента. Стоимость отходов при механической обработке определяется по справочной литературе. 3. Выбирают технологические базовые поверхности при обработке деталей в соответствии с требованиями ГОСТ 21495—76 и следующими рекомендациями: – за технологические базы необходимо принимать поверхности, обладающие достаточной жесткостью; – за черновые базы нельзя принимать поверхности, обладающие большими штамповочными или литейными уклонами; – черновая база принимается один раз и только на первой операции; – за чистовые базы необходимо принимать поверхности, обрабатываемые с максимальной точностью; – за чистовые базы целесообразно выбирать основные установочные базы, а не вспомогательные, причем стремиться к совпадению технологической и конструктивных баз; – необходимо соблюдать принцип последовательности смены баз, т. е. выбор поверхностей технологических баз производить от менее точных к более точным; – стремиться соблюдать принцип единства баз, т. е., если возможно, обрабатывать деталь с одной установки, если нет, за технологические базы принимать одни и те же поверхности. С учетом правил безирования для различных классов деталей можно рекомендовать в качестве технологических баз следующие поверхности (приведенные рекомендации не означают, что другие поверхности не могут служить технологическими базами): у дисков: черновую базу —наружную поверхность вращения и торец; чистовую базу — внутреннюю поверхность вращения и торец; у гильз: наружную или внутреннюю поверхность вращения и торец; у корпусных деталей: плоскость и два отверстия (подшипники или втулки), плоскость и два установочных отверстия; у вилок: плоскость и два отверстия, плоскость, одно отверстие и наружную поверхность. 4. Выбирают вид и методы обработки поверхностей деталей. Под видом обработки обыкновенно понимают технологическое воздействие с целью получения готовой детали: литье, обработка давлением, механическая обработка резанием, термическая обработка и др. Под методом обработки понимают способ взаимодействия заготовки с технологическим оборудованием (сверление, точение, никелирование и т. п.). Методы механической обработки характеризуются взаимодействием обрабатываемого материала с режущим инструментом и его конструкцией. Выбор вида обработки зависит от формы заготовки и готовой детали, от ТУ на ее изготовление, от имеющегося оборудования, от опыта технолога-проектировщика, от себестоимости изготовления детали и т. п. Идеальным способом получения детали можно считать тот, который позволил бы избежать механической обработки (т.е. чтобы заготовка отвечала требованиям готовой детали). Но виды обработки, с помощью которых получают заготовки (литье, давлением, и т. п.) не позволяют получить требуемую точность детали и шероховатость ее поверхностей. Поэтому для большинства деталей механическая обработка обязательна. Выбор методов обработки зависит почти от тех же факторов, что и вид обработки. 5. Составляют технологический маршрут обработки детали. При этом следует пользоваться типовыми и групповыми технологиями, которые могут служить основой при составлении технологического маршрута. Общая схема технологии механической обработки определяется в зависимости от конфигурации, размеров, массы детали, методов выполнения заготовки и технических требований, предъявляемых к детали. При этом следует руководствоваться следующими правилами: – в первую очередь обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы, затем — остальные в последовательности, обратной степени точности их изготовления. Последней обрабатывается поверхность, изготовленная с наибольшей точностью. В конец маршрута часто относят обработку легкоповрежденных поверхностей (резьба и т. п.); – последовательность обработки зависит от метода простановки размеров. Сначала следует обрабатывать ту поверхность, относительно которой на чертеже расположено большее число размеров; – в общей последовательности технологии учитываются вид и место термической обработки. Нормализацию, обжиг, улучшение, старение обычно применяют перед механической обработкой, хотя иногда могут применять и после черновой. Улучшение физико-механических свойств детали достигается общей закалкой, поверхностной закалкой, химико-термической обработкой (цементация, азотирование и т. п.). Эти виды термической обработки обычно применяются перед отделочной (абразивной) операцией. Для деталей, выпускаемых с высокой степенью точности и высокой чистотой поверхности, не рекомендуется совмещать черновую и чистовую обработку (это требование особенно важно для крупногабаритных деталей). В конце каждой операции включается контроль обработанных параметров. 6. Устанавливают состав и рациональную последовательность переходов в операции. Для этого необходимо прежде всего установить рациональное число переходов на каждую поверхность, исходя из принципа максимальной концентрации операции, т. е. в одной операции должно быть выполнено максимальное число переходов. Ограничениями могут быть способ базирования детали, целесообразность совмещения черновой и чистовой обработки, невозможность установки на станке всех необходимых инструментов для обработки детали и т. п. При выборе рациональной последовательности переходов исходят из минимума времени на операцию, а это достигается возможностью совмещения одновременной обработки заготовки несколькими инструментами, уменьшением числа холостых перемещений инструмента и т. п. 7. Определяют припуски на обработку поверхностей деталей по всем технологическим переходам, а также операционные размеры, допуски, на различных стадиях обработки заготовок. 8. Выбирают станки, приспособления, режущий и контрольно-измерительный инструмент. Выбор оборудования и технологической оснастки определяется наличием металлорежущих станков, инструментов и приспособлений. Металлорежущие станки должны удовлетворять следующим условиям: – основные размеры станка должны соответствовать габаритам обрабатываемой детали; – мощность станка при выполнении черновых операций должна использоваться максимально; – станок должен обеспечить требуемые точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей; – производительность станка должна соответствовать заданной программе выпуска деталей. Для правильного базирования деталей, повышения производительности труда и расширения технологических возможностей станков применяют различные универсальные приспособления: кулачковые патроны, люнеты, станочные тиски, сверлильные патроны и т. п. Их используют при обработке деталей на металлорежущих станках и для выполнения сборочных и контрольных операций, а также для установки и закрепления деталей на станке или для закрепления и направления инструмента при обработке. Кроме универсальных приспособлений, в серийном и массовом производстве широко применяют нормализованные и специальные приспособления, предназначенные для обработки определенных типовых деталей. При малых масштабах производства целесообразно применять сравнительно дешевые и простые универсальные приспособления, с помощью которых можно обрабатывать не одну, а ряд сходных деталей, отличающихся друг от друга своими размерами, и только в отдельных случаях— нормализованные. На ремонтных предприятиях с небольшим парком металлорежущих станков часто применяют приспособления, изменяющие назначение станка и расширяющие его технологические возможности. С помощью таких при— способлений можно, например, на токарных станках производить фрезерование мелких деталей, а также различные виды шлифовальных работ. Основные факторы, определяющие выбор режущего инструмента: – способ обработки (при различных вариантах технологического процесса используют различные инструменты, например выполнить отверстие можно сверлом и зенкером или сверлом и расточным резцом); – размеры, форма, точность и качество обработки детали (размеры и форма детали влияют на выбор размеров и конструкции инструмента, а качество и точность обработки определяют тип инструмента, например для черновых и отделочных работ, и режим обработки этими инструментами); – материал .детали и инструмента (от материала детали зависят материал режущего инструмента и его геометрические параметры, материал инструмента лимитирует его выбор для обработки деталей различной точности и определяет производительность процесса резания); – тип станка, на котором будет обрабатываться деталь (определяет применяемый инструмент, например, если обработка зубьев шестерни производится на горизонтально-фрезерном станке, то применяют дисковую или пальцевую модульную фрезу; при обработке зубьев шестерен на зубофрезерных станках —червячные фрезы). При выборе инструмента следует применять нормализованные инструменты, характеристика которых приведена в соответствующих справочниках. 9. Определяют режимы обработки заготовок на станках, проверяют правильность выбора режимов резания и соответствие мощности электродвигателей выбранных станков потребной мощности резания. Выбор режимов резания состоит в подборе экономически целесообразного сочетания глубины резания и подачи, а также в расчете скорости резания при принятой стойкости режущего инструмента. Методика определения рационального режима разбирается в курсе «Обработка металлов резанием, металлорежущие станки и инструменты», поэтому здесь не рассматривается. 10. Определяют нормы времени для каждой операции. 11. Устанавливают разряды работ для всех операций. 12. Определяют себестоимость изготовления детали. ![]() Рис. 1. Цилиндрическая шестерня Если разрабатываются несколько вариантов технологий изготовления детали, то их сравнивают и выбирают наиболее экономически целесообразный вариант обработки. 13. Заполняют технологическую документацию. Подробно разработанная технология создает основу, вокруг которой подготавливают производство, заказывают заготовки, материалы, инструменты, проектируют приспособления. В качестве примера рассмотрим технологию обработки цилиндрической шестерни (рис. 1). Заготовки для шестерен диаметром до 50 мм в условиях ремонтных предприятий получают из проката, а для шестерен диаметром 50…30 мм — свободной ковкой и штамповкой. Заготовку под шестерню закрепляют в патроне токарного станка за наружную поверхность. Затем протягивают шлицы, после чего закрепляют на концевой оправке и в таком виде устанавливают в шпиндель токарного станка. Дальнейшая обработка состоит в чистовом обтачивании наружной поверхности и подрезании необработанных торцов. Такая последовательность обеспечивает точность взаимного расположения внутренней поверхности отверстия ступицы и наружной поверхности, на которой фрезерованием или обработкой на зубодолбежном станке получают зубья. Это условие является обязательным для правильной работы шестерни. Заключительными операциями являются термическая обработка и иногда шлифование зубьев. Термическая обработка шестерен из малоуглеродистых сталей производится путем цементации и закалки, а шестерен из закаливаемых сталей — объемной закалкой или закалкой токами высокой частоты. Шлифование зубьев шестерен придает им окончательные размеры, необходимую шероховатость поверхности. При проектировании технологий восстановления деталей исходными данными являются: рабочие чертежи деталей (сборочных единиц) с указанием массы, материала, термической обработки, механических свойств, допусков, шероховатости поверхностей; ТУ на выбраковку деталей при ремонте; ТУ на ремонт; данные о партии деталей, подлежащих восстановлению; производственная программа; принятый метод ремонта; паспорта оборудования завода (предприятия). Помимо этого должны быть учтены имеющиеся оборудование и технологическая оснастка, расположение производственных участков и цехов, принятая система производства и схема внутризаводского кооперирования. Разработанная технология заносится в технологические карты, которые в зависимости от детализации разработки могут быть: маршрутными, операционными или операционно-инструктивными. В ремонтном производстве наиболее целесообразно применение маршрутных карт, определяющих маршруты данной детали по рабочим местам. Эти карты содержат последовательный перечень основных операций с указанием оборудования, приспособлений, инструмента, разряда работ и норм времени. Для ремонта наиболее массовых деталей следует разрабатывать операционные карты, включающие режимы обработки. Проектирование технологии восстановления разделяется на две части: разработку принципиальной схемы процесса и детальную разработку процесса. В первой части выбирают способ восстановления, намечают последовательность операций, определяют объем работ и подбирают оборудование. Сравнение вариантов различных технологических схем дает возможность выбрать среди них наиболее экономичную. Во второй части детально разрабатывают технологию восстановления, определяют режимы восстановления и нормируют по времени. Тогда же назначают технологическую оснастку для каждой операции. При разработке технологии для различных случаев восстановления деталей можно руководствоваться следующим: – для деталей, которым необходимо возвратить первоначальные размеры, технологические операции производятся в таком порядке: операции по подготовке деталей к наращиванию; операции по наращиванию поверхностей деталей; обработка деталей после наращивания; – для деталей, имеющих механические повреждения, трещины, изломы, — операции по подготовке деталей к устранению повреждений (разделка фасок и т.п.); операции по устранению повреждений (заварка); обработка деталей после восстановления (зачистка); – в случаях, когда деталь имеет значительные деформации, ее подвергают холодной или горячей правке. Если в цепочке технологических операций есть сварка, то правка чаще всего производится после нее. Специфика ремонтного предприятия предопределяет большую номенклатуру ремонтируемых деталей, поэтому большое значение для сокращения сроков подготовки производства имеет- технологическая унификация деталей и на этой основе — типизация технологий. В результате технологической унификации возникают предпосылки для использования в ремонтном производстве современных высокопроизводительных технологических процессов, превращения ремонтных предприятий в заводы крупносерийного и массового производства со свойственными им высокими технико-экономическими показателями. При типизации детали группируют в классификационные группы так, чтобы при ремонте можно было применить общую для каждой группы типовую технологию, а также по возможности и общую (нормализованную) технологическую оснастку. Разновидностью типовых процессов являются групповые технологии, получившие за последнее время распространение на машиностроительных заводах. Обработку деталей одной группы должны выполнять на однородном оборудовании с применением одинаковых или обратимых приспособлений и групповой настройки. Практика показывает, что изготовление и ремонт деталей общего назначения (вентили, муфты, втулки, зубчатые колеса) можно вести по типовым технологиям, так как эти детали различаются в основном по своим размерам. Поэтому нашла применение так называемая бестекстовая технология, значительно сокращающая объем разработок технологических процессов. В этом случае последовательность обработки (маршрут) проставляют непосредственно на чертежах, а технологическую карту составляют лишь на типового «представителя» группы однотипных деталей. Типовая технология, разработанная в проектно-конструкторских организациях, нуждается в доработке («привязке») к конкретным условиям данного производства (оборудование, объем производства и др.). Несмотря на это, эффект от применения типовой технологической документации значительный —затраты труда сокращаются в 2…3 раза. В ускорении технологической подготовки активную роль играют технологические инструкции (нормали) на часто встречающиеся виды работ, как-то: подрезка торцов, протягивание отверстий, нарезание и накатка резьбы, фрезерование, слесарно-сборочные работы, термообработка, сварочно-наплавочные работы и др. Эти документы также могут разрабатываться централизованно для целой группы машин. |