Выбор средств технологического оснащения

 

К средствам технологического оснащения относятся: технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное); технологическая оснастка (в том числе рабочие инструменты и средства контроля); средства механизации и автоматизации технологических процессов.

Выбор технологического оборудования (станков) определяется: методом обработки; габаритными размерами заготовок и размерами обработки; мощностью, необходимой на резание; производительностью и себестоимостью в соответствии с типом производства; возможностью приобретения и ценой станка; удобством и безопасностью работы станка.

При выборе станков особое внимание следует обратить на использование станков с числовым программным управлением (ЧПУ), являющихся одним из основных средств автоматизации механической обработки в мелкосерийном и серийном производствах (виды документов на технологические процессы, выполняемые на станках с ЧПУ, см. табл. 1.17)

Таблица 1.17

Виды документов на технологические процессы, выполняемые на станках с ЧПУ (ГОСТ 3.1404 — 86)

Вид документа	Наименование документа	Форма
	Маршрутная карга (МК)^*	1, 1а, 16
	Карта технологического процесса (КТП)^**	1, 1а
Основной	Операционная карта (ОК)	2, 2а, 3
	Карта наладки инструмента (КН/П)	4, 4а
	Карта кодирования информации (ККИ)	5, 5а
	Карта эскизов (КЭ)	7а
Вспомогательный	Карта заказа на разработку управляющей программы (КЗ/П)^***	6, 6а
	Ведомость обрабатываемых деталей (ВОД)^***	7, 7а

^*Применяется при маршрутном и маршрутно-операционном описании

^** Применяется при операционном описании технологического процесса

^***Разрабатывается по усмотрению разработчика

Станки с ЧПУ применяются для токарных, сверлильных, фрезерных, расточных и других операций. Широкое распространение получили многооперационные станки с ЧПУ для обработки корпусных заготовок обрабатывающие центры (ОЦ). Как правило, в станках такого типа смена инструмента производится автоматически либо путем поворота револьверной головки, либо при помощи автооператора. На обрабатывающих центрах выполняют фрезерование, сверление, растачивание, резьбонарезание и др.

Применение оборудования с ЧПУ целесообразно в следующих случаях:

— для трудоемких операций;

— если время обработки существенно меньше вспомогательного;

— при производстве сложных деталей малыми партиями;

— для обработки деталей с большим количеством размеров, имеющих высокие требования по точности;

— при изготовлении деталей, требующих строгого контроля точности изготовления оснастки;

— когда стоимость оснастки составляет значительную часть стоимости обработки;

— для изделий, период изготовления которых не позволяет использовать обычные методы изготовления оснастки;

— для операций, у которых расходы на контроль составляют часть общей стоимости операции.

Решение о применении станков с ЧПУ часто принимается с учетом одного или двух из этих условий.

Выбор оборудования определяется следующими коэффициентами:

— загрузки оборудования , где — расчетное количество станков на операции; — принятое количество станков; для массового производства = 0,65...0,77, для серийного 0,75...0,85; для мелкосерийного и единичного 0,8...0,9;

— использования станков по основному времени - для массового производства; - для серийного производства, где , - соответственно основное, штучное и штучно-калькуляционное время. Необходимо стремиться к значению . Высокий коэффициент использования оборудования по основному времени характеризует рациональное построение операций. Коэффициент использования станков по основному времени колеблется в широких пределах: от 0,35...0,45 для протяжных станков до 0,85...0,95 для непрерывного фрезерования на карусельных и барабанно-фрезерных станках:

— использования оборудования по мощности ,где - необходимая мощность на резание; - мощность электродвигателя станка. Режущий инструмент выбирают с учетом максимального применения нормализованного и стандартного инструмента; метода обработки; размеров обрабатываемых поверхностей; точности обработки и качества поверхности; промежуточных размеров и допусков на эти размеры; обрабатываемого материала; стойкости инструмента, его режущих свойств и прочности; стадии обработки (черновая, чистовая, отделочная); типа производства.

Размеры мерного режущего инструмента определяют исходя из промежуточных размеров обработки (зенкеров, разверток, протяжек и т. д.), размеры других инструментов (резцов расточных борштанг и т. д.) из расчета на прочность и жесткость.

Средства технического контроля выбирают с учетом точности измерений, достоверности контроля, его стоимости и трудоемкости, требований техники безопасности и удобства работы.

 

1.6.3 Выбор режимов |резания

 

При выборе резания руководствуются следующими общими рекомендациями.

В первую очередь устанавливают глубину резания t. При обработке за один рабочий ход на настроенном станке глубина резания равна припуску. Припуск рассчитывается по методике В.М. Кована [11, 14, 15, 11] или выбирается по нормативам. При обработке за несколько рабочих ходов глубина резания на первом рабочем ходе берется максимальная, на последующих - уменьшается с целью достижения заданной точности. Обычно на черновом этапе удаляется до 70 % общего припуска, а на чистовые этапы оставляют не более 30 %.

Подача S назначается максимально допустимой. При черновой обработке ее величина ограничивается жесткостью и способом крепления обрабатываемой заготовки, прочностью и жесткостью инструмента, прочностью механизма подачи станка.

При чистовой обработке S определяется заданной точностью и шероховатостью обработки; величину ее выбирают по нормативам либо рассчитывают исходя из заданной точности.

Найденное значение подачи корректируют по паспорту станка.

Скорость резания рассчитывают по формулам теории резания или устанавливают по нормативам исходя из условий выполнения обработки. При определении скорости резания ориентируются на среднюю экономическую стойкость инструмента.

По скорости резания определяют частоту вращения шпинделя или число двойных ходов (стола или ползуна). Эти величины согласовывают и корректируют с учетом паспорта станка.

После назначения режимов резания подсчитывают суммарную силу резания и по ней эффективную мощность. Последнюю сравнивают с мощностью станка и окончательно корректируют режимы резания.

Назначение режимов для многоинструментальной обработки имеет особенности [7].

В качестве примера порядка и содержания работ при расчете режимов резания приводится назначение режимов резания для предварительного фрезерования [7, 9]:

1. Назначается глубина резания t, мм.

2. Назначают величину подачи на зуб фрезы Sz, мм/зуб.

3. Задают по справочным данным стойкость фрезы Т, мин.

4. Определяют скорость резания v, м/мин, допускаемую режущими свойствами инструмента,

'

где D — диаметр фрезы, мм; В — ширина фрезерования, мм; Z— число зубьев; , , , , , , -из справочной литературы [2, 3, 21].

5. Находят частоту вращения фрезы n, мин^-1(об/мин), . Полученную частоту вращения корректируют по паспорту станка и принимают в качестве фактической n_ф(n_ст).

6. Вычисляют фактическую скорость резания, м/мин,

7. Определяют скорость подачи, мм/мин,

Полученное значение подача корректирует по паспорту станка и принимается в качестве фактической v_sф(v_sст).

8. Определяют фактическую подачу на один зуб фрезы , мм/зуб,

9. Определяют величину силы резания, Н,

где , , , , , , -из справочной литературы.

10. Определяют мощность резания, кВт,

10. Определяют необходимую мощность электродвигателя, кВт,

где - КПД кинематической цепи станка.

Для осуществления процесса резания необходимо, чтобы выполнялось условие

где - мощность электродвигателя главного привода станка.

При невыполнении этого условия необходимо перейти на ближайшую меньшую частоту вращения, пересчитать , , ,и проверить неравенство .