Тема 1.2. Производственный и технологический процессы. Структура тех. Процесса.

Тема 1.2. Производственный и технологический процессы. Структура тех. Процесса.

Структура технологического процесса

  Совокупность методов и приемов изготовления машин, выработанных в течение длительного времени и используемых в определенной области производства, составляет технологию этой области. В связи с этим возникли понятия: технология литья, технология сварки, технология механической обработки и т.д. Все эти области производства относятся к технологии машиностроения, охватывающей все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

В дисциплине «Технология машиностроения» комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали, пути построения наиболее рациональных технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки, методы рационального построения технологических процессов сборки машин.

Учение о технологии машиностроения в своем развитии прошло в течение немногих лет путь от простой систематизации производственного опыта механической обработки деталей и сборки машин до создания научно обоснованных положений, разработанных на базе теоретических исследований, научно проведенных экспериментов и обобщения передового опыта машиностроительных заводов. Развитие технологии механической обработки и сборки и ее направленность определяются стоящими перед машиностроительной промышленностью задачами совершенствования технологических процессов, изыскания и изучения новых методов производства, дальнейшего развития и внедрения комплексной механизации и автоматизации производственных процессов на базе достижений науки и техники, обеспечивающих наиболее высокую производительность труда при надлежащем качестве и наименьшей себестоимости выпускаемой продукции.

 

Производственный и технологический процессы

Под производственным процессом понимают совокупность всех действий людей и орудий труда, осуществляемых на предприятии для получения из материалов и полуфабрикатов готовых изделий.

В производственный процесс входят не только основные, непосредственно связанные с изготовлением деталей и сборкой из них машины, процессы, но и все вспомогательные процессы, обеспечивающие возможность изготовления продукции (например, транспортирование материалов и деталей, контроль деталей, изготовление приспособлений и инструмента и т.д.).

Технологическим процессом называют последовательное изменение формы, размеров, свойств материала или полуфабриката в целях получения детали или изделия в соответствии с заданными техническими требованиями.

Технологический процесс механической обработки деталей должен проектироваться и выполняться таким образом, чтобы посредством наиболее рациональных и экономичных способов обработки удовлетворялись требования к деталям (точность обработки, шероховатость поверхности, взаимное расположение осей и поверхностей, правильность контуров и т.д.), обеспечивающие правильную работу собранной машины.

Норма времени

Правильное нормирование затраты рабочего времени на обработку деталей, сборку и изготовление всей машины имеет большое значение для производства.

Норма времени – время, отведенное на производство единицы продукции или выполнение определенной работы (в часах, минутах, секундах).

Норму времени определяют на основе технического расчета и анализа, исходя из условий возможно более полного использования технических возможностей оборудования и инструмента в соответствии с требованиями к обработке данной детали или сборке изделия.

В машиностроительном производстве при обработке деталей на металлорежущих станках определяется норма времени на отдельные операции (комплекс операций) или норма выработки деталей (изделий) в штуках в единицу времени (час, смену).

Техническая норма времени, определяющая затрату времени на обработку (сборку или другие работы), служит основой для оплаты работы, калькуляции себестоимости детали и изделия. На основе технических норм рассчитываются длительность производственного цикла, необходимое количество станков, инструментов и рабочих, определяется производственная мощность цехов (или отдельных участков), производится все планирование производства.

Классификация норм труда

Рис. 2. Обработка внутренних поверхностей

Рис. 3. Обработка торцов и канавок

 

Процесс резания при выполнении токарных работ состоит из двух движе-ний: движения резания и движения подачи.

Главным движением у токарных станков является вращение заготовки, закрепленной на шпинделе станка. Вращение заготовки характеризуется часто-той вращения шпинделя, измеряемой в оборотах в минуту.

Подачей называется перемещение инструмента вдоль обрабатываемой по-верхности. Различают:

 подачу на один оборот детали, измеряется в миллиметрах на один обо-рот детали;

 минутную подачу, измеряемую в миллиметрах в минуту.

 

Толщина слоя металла, снимаемого с заготовки при механической обра-ботке, называется припуском на обработку.

Припуск может сниматься за один или несколько проходов инструмента в зависимости от заданной глубины резания.

Исходные данные для нормирования токарных работ

 

Исходными данными для расчёта нормы времени и фактических затрат рабочего времени на операцию, являются:

1) материал обрабатываемой детали, его характеристика и способ получения заготовки;

2) масса обрабатываемой детали;

3) геометрические размеры, требуемый класс точности и шероховатость обрабатываемой поверхности;

4) применяемое оборудование, режущий и измерительный инструменты;

5) способ установки и закрепления детали;

6) размер технологической партии;

7) порядок обслуживания и планировка рабочего места.

Определение режимов резания

Режимы резания определяются в следующей последовательности.

Припуск на обработку определяют по формулам:

Для цилиндрической поверхности:

, (3) l

Для торцовой поверхности:

, (4) l

где d 1 – диаметр детали до обработки, мм;

d 2 – диаметр детали после обработки, мм;

L – длина детали до обработки, мм;

l – длина детали после обработки, мм.

В зависимости от требуемого класса чистоты поверхности определяется технологический процесс обработки, т.е. виды обработки поверхности (черно- вое, получистовое, чистовое или тонкое точение).

Для каждого вида обработки (кроме чернового точения) определяют мак- симально необходимый припуск на обработку.

После этого весь припуск распределяют по видам обработки, начиная с последнего (окончательного) вида обработки.

На каждом последующем проходе следует назначать меньшую глубину резания, чем на предшествующем.

Припуск на черновую обработку определяется как остаток от общего припуска и суммы припусков на остальные виды обработки:

. (5) l

Глубину резания для каждого вида обработки определяют в зависимости от величины припуска на обработку, требуемого класса чистоты поверхности и экономической целесообразности снятия припуска за один проход, т.е. - 5 -

 

, (6)

где h i – припуск на данный вид обработки, мм;

d 1 – диаметр детали до обработки, мм;

d 2 – диаметр детали после обработки, мм.

Для расчётов практической работы глубину резания для окончательной обработки принимают:

 для шероховатости R a = 6,3 мкм – 1,5…2,5 мм;

 для R a = 3,2 мкм – 1,0…1,5 мм;

 для R a = 1,6 мкм – 0,5…1,0 мм;

 для R a ≤ 0,8 мкм – 0,1…0,4 мм

 

Если снять припуск за один проход невозможно, обработку ведут в не- сколько проходов. Число проходов определяют отношением величины припус- ка к глубине резания:

. (7)

Относительно небольшое влияние глубины резания на стойкость резца и скорость резания при точении, строгании и фрезеровании позволяет при черно- вой обработке устанавливать возможно большую глубину резания, соответ- ствующую припуску на обработку. Глубина резания может быть увеличена и при снижении подачи.

Величину подачи инструмента (резца) устанавливают по нормативам в за- висимости от глубины резания, обрабатываемого материала, класса чистоты обработки и жёсткости системы СПИД по формуле:

, (8)

где s o.т – табличное значение, выбирают по приложениям 7…10;

K s – поправочный коэффициент, учитывающий материал детали и условия обра- ботки; принимают по примечаниям к приложениям 7…10.

Полученное расчётное значение корректируем по паспорту станка s o.ст (приложение 6).

Скорость резания определяют по нормативам режимов резания в зависи- мости от глубины резания, подачи, материала режущей части инструмента, ма- териала детали и др. условий обработки.

Расчётная скорость резания определяется по формуле:

, (9) - 6 -

 

где T – период стойкость резца, мин; принимают по рекомендациям [12, c.363] для однолезвийной обработки Т = 30…60 мин.;

C v – постоянный коэффициент на скорость резания, характеризующий обраба- тываемый материал и условия обработки; принимаем по приложению 16;

x v, y v, m – показатели степени; принимают по приложению 16;

K v – поправочный коэффициент для скорости резания, учитывающий фактиче- ские условия резания; определяется по формуле:

, (10) где

где K M v – коэффициент, учитывающий обрабатываемый материал; формулы для определения K M v для железоуглеродистых сплавов принимают по приложению 11, а показатели, входящие в эти формулы – по приложению 13; для медных и алюминиевых сплавов K M v принимают по приложению 12;

K П v – коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки; принимают по приложению 14;

K И v – коэффициент, учитывающий влияние материала режущей части инстру- мента; принимается по приложению 15;

K О v – коэффициент, учитывающий влияние охлаждения на скорость резания; принимается согласно примечания к приложению 16;

К В v – коэффициент, учитывающий вид обработки; согласно примечанию 1 к приложению 16 для наружного точения и подрезания К В v = 1,0, для растачива- ния – К В v = 0,9.

Подставляя принятые и полученные значения в формулы (10) и (9) опре- деляем поправочный коэффициент и расчётную скорость резания.

Число оборотов детали в минуту (частота вращения) находится в следу- ющей зависимости от скорости резания:

, (11) где

где v – расчётная скорость резания, м/мин.;

D – диаметр обрабатываемой детали (наибольший), мм;

1000 – числовой множитель для перевода метров в миллиметры.

Расчётную частоту вращения корректируем по паспорту станка n ст.

Фактическая скорость резания определяется по формуле:

. (12) где

Минутная подача определяется по формуле:

. (13) где - 7 -

 

Основное (машинное) время определяют по формуле:

, (14) м 2 1 м р.х o s l l l s L T    

где l – длина обрабатываемой поверхности, мм;

l 1 = l 2 = 2,5 мм – соответственно длина врезания и длина перебега инструмента; т.к. обработка идёт в автоматическом режиме, то врезание учитываем только на первом переходе, а перебег – только последнем переходе.

Согласно формуле машинного времени наименьшая длительность его может быть получена при наибольших величинах числа оборотов и подач и наименьшем количестве проходов.

Для скоростного резания применяют резцы, оснащенные пластинками из твёрдых сплавов:

 для обработки стали – резцы с пластинками из сплавов Т5К10, Т15К6, Т30К4 и др.;

 для обработки чугуна и цветных сплавов – резцы с пластинками из сплавов ВК4, ВК6, ВК8 и др.

 

Скорость резания при обработке резцами с пластинками из твёрдых спла- вов в 2…3 раза выше, чем при обработке из быстрорежущей стали.

Шероховатость поверхности обрабатываемой детали зависит от главного и вспомогательного углов резца в плане, радиуса при вершине резца, величины затупления резца, скорости резания и свойств обрабатываемого материала.

Определение нормы времени

Норма времени определяется по следующим формулам:

 для массового производства как штучное время:

 

, (18)

 для остальных типов производства как штучно-калькуляционное время:

- 11 -

 

, (19)

где n – число деталей в партии; принимается по заданию.

Тема 1.2. Производственный и технологический процессы. Структура тех. Процесса.