Разделение технологического процесса на этапы

 

Деление технологического процесса на этапы, выделение обработки поверхностей в отдельные черновые, чистовые и т.п. операции позволяет наиболее экономичным путем обеспечить достижение заданной точности формы, размеров и качества поверхности. Это объясняется следующими причинами:

1. При обработке каждой данной поверхности нельзя избежать некоторого искажения ранее обработанных поверхностей. Если какую-либо поверхность высокой точности обработать сразу же окончательно, то она в результате перераспределения внутренних напряжений, вызванное черновой обработкой других поверхностей, неизбежно потеряет свою точность. Кроме того, эта поверхность может быть повреждена при последующем закреплении детали с большими усилиями, которые бывают необходимы при черновой обработке.

2. При снятии больших припусков при черновой обработке происходит значительное нагревание детали. Если ее в этой же операции обработать окончательно, то после завершения обработки (после возвращения к нормальной температуре) она будет иметь погрешности формы и размеров.

3. При наличии термической обработки отделение чистовой обработки от черновой или окончательной от предварительной становится обязательным. При термической обработке имеет место снижение достигнутой при предварительной обработке точности формы и размеров, и для достижения заданной точности нужна механическая обработка после термической.

4. Разделение процесса на этапы целесообразно также с точки зрения рационального использования технологического оборудования и рабочей силы. Для операций этапа черновой обработки используются более мощные станки, для операций же этапа чистовой обработки применяются менее мощные, но более быстроходные и более точные станки.

 

Выбор технологических баз

 

Назначение технологических баз является одним из самых ответственных этапов проектирования технологических процессов, так как выбор тех или иных поверхностей в качестве баз предопределяет систему простановки размеров, схему и конструкцию приспособлений, возможность выполнения обработки по настройке. Выбор баз оказывает решающее значение на точность обработки, трудоемкость и экономичность обработки.

Все это позволяет сформулировать некоторые рекомендации по выбору технологических баз:

1. Прежде чем выбрать технологические базы, надо детально изучить служебное назначение деталей.

2. В качестве установочной базы деталей принимать поверхности конструкторских баз, то есть использовать принцип совмещения баз. Совмещение установочных баз с конструкторскими дает возможность выдерживать размеры и технические требования непосредственно с заданной по чертежу точностью. Уклонение от этого правила приводит к необходимости пересчета размеров и ужесточения допусков по сравнению с чертежными.

3. В случае невыполнения принципа «совмещения баз» в качестве установочной базы выбираются поверхности с соблюдением принципа «кратчайшего пути», то есть чтобы установочная и конструкторская базы были связаны одним звеном.

4. Следует стремиться к тому, чтобы больше поверхностей обрабатывалось с одной установки, то есть использовался «принцип единства баз». Наиболее характерным принципом постоянных технологических баз являются центровые гнезда, обрабатываемые на торцах валов. Вся обработка детали (токарная черновая, чистовая, шлифование и др.) выполняются с установкой детали в центрах.

5. Необходимо уделять особое внимание выбору технологических баз на первых операциях, так как при этом устанавливаются связи между обрабатываемыми и необрабатываемыми поверхностями, что важно для распределения припусков между поверхностями детали.

6. В случае сознательной смены баз необходимо проводить расчеты погрешности базирования и устанавливать влияние их на точность изготовляемой детали.

7. Поверхности технологических баз должны характеризоваться определенной точностью и не допускать произвольной смены баз при закреплении и в процессе обработки.

8. При разработке технологических процессов необходимо выбрать первоначально базы для обеспечения точности положения поверхностей детали, а затем базы для получения точности размеров обрабатываемых поверхностей.

9. Выбранные технологические базы должны обеспечивать установку детали в приспособления по методу полной взаимозаменяемости, конструкции приспособлений должны быть простыми и дешевыми.

В заключении можно отметить, что технолог при выборе баз сталкивается с решением многих факторов и только вдумчивый анализ их и умелый учет являются большой творческой работой, необходимой для правильного решения одной из наиболее ответственных задач проектирования технологического процесса, то есть разработки схемы-маршрута обработки деталей.

12. Формирование плана операций (маршрутной технологии)

 

Следующим шагом в проектировании технологического процесса изготовления детали является разделение процесса на операции. При этом приходиться решать взаимосвязано ряд вопросов:

- о степени концентрации и дифференциации операций, то есть степени расчленения технологического процесса на отдельные операции, переходы, рабочие ходы;

- последовательность выполнения этих элементов технологического процесса.

Рассмотрим их отдельно.

Принцип концентрации операций может быть осуществлен различными путями. Различают 3 вида концентрации – организационную, механическую и технологическую.

Организационной называют такую концентрацию операций, при которой соединение нескольких операций в одну производится так, что сам метод при этом не претерпевает никаких изменений. Такой вид концентрации осуществляется на универсальном оборудовании при использовании рабочих высокой квалификации.

Механическая концентрация предусматривает замену установов позициями или механизированную смену инструмента. Сами переходы при этом органически не объединяются. Этот вид концентрации реализуется с использованием позиционных, делительных и т.п. приспособлений и устройств станка.

Технологической называют концентрацию, при которой простые переходы объединяются в сложные (заменяются сложными). Этот вид концентрации осуществляется при использовании многорезцовых, многошпиндельных, агрегатных и т.п. станков.

Основным фактором, влияющим на допустимую степень дифференциации, является объем выпуска изделий или тип производства. В условиях единичного и мелкосерийного производства требование упрощения планирования и учета будет основным и поэтому наиболее рациональным в этом случае оказывается построение плана обработки по принципу организационной и отчасти механической концентрации с использованием универсального оборудования и рабочих высокой квалификации.

При переходе к крупносерийному и массовому производству совершенствование техпроцессов идет по двум путям:

1. Принцип дифференциации – предусматривает разукрупнение обработки и упрощение каждой операции за счет увеличения их числа. Дифференциация ведет к упрощению оборудования, оснастки, но она является недостаточно эффективной с точки зрения повышения производительности труда.

2. Совершенствование самих концентрированных операций.

Более прогрессивным является путь построения процесса с использованием принципов механической и технологической концентрации с применением высокопроизводительных станков – многорезцовых, многошпиндельных, агрегатных и т.п., работающих по автоматическому циклу. Наивысшего развития идея технологической концентрации операций получает при использовании автоматических поточных линий станков, ОЦ с ЧПУ и интегрированных производственных систем.

Последовательность выполнения отдельных операций в основном зависит от выбора баз и принятого метода простановки размеров. Но в некоторых случаях для получения высокого качества приходится чередовать операции. Ниже представлена маршрутная карта (рис.12.1).

 

Форма № 2

ПГТУ кафедра ТКМ	План обработки	№ детали	Наименование детали	Лист № 1
	Колесо зубчатое двойное
Вид заготовки	материал	Всего листов 1
штамповка	сталь 12Х2Н4А
№№ операц.	Наименование оперции	ОБОРУДОВНИЕ	Разр. работ	Тшт	Тшт.к
наименование	тип изделия
	Токарно - револьверная	Токарно - револьверный			2,92	2,97
	Токарно - револьверная	Токарно - револьверный			3,89	3,96
	Гальваническая (омеднение)	По технологии цеха покрытий
	Шлифовальная	Круглошлифовальный	3А130		1,33	1,37
	Зуболдолбежная	Зубодолбежный	5В12		2,7	2,7
	Зуболдолбежная	Зубодолбежный	5В12		3,18	3,18
	Термическая (цементация, закалка, отпуск)	По технологии термического цеха
	Шлифовальная	Внутришлифовальный	3А240		4,12	4,16
	Шлифовальная	Круглошлифовальный	3А130		2,66	2,76
	Зубошлифовальная	Зубошлифовальный			5,27	5,27
	Контрольная				1,82	1,84

 

 

13. Разработка технических требований на операцию

 

В технических требованиях (технических условиях) на операции регламентируются (оговариваются):

1. допускаемая погрешность формы (неплоскостность, нецилиндричность и т.п.). Регламентируется не всегда, а лишь в тех случаях, когда она должна быть меньше допуска на соответствующий размер поверхности или координирующий размер. Во всех случаях надо оговаривать неконтролируемые погрешности формы – изогнутость (коробление) оси заготовок и т.п.;

2. допустимая непараллельность плоскостей и осей оговаривается также не всегда, а только в тех случаях, когда по служебному назначению детали непараллельность должна быть меньше допуска на соответствующий координирующий размер;

3. допускается неконцентричность цилиндрических поверхностей (несоосность, биение) должна регламентироваться всегда, во всех случаях, независимо от того, в каком соотношении находится допуск на неконцентричность с допусками на размеры цилиндрических поверхностей;

4. допустимая неперпендикулярность плоскостей и осей должна регламентироваться всегда. Однако в практике машиностроения допустимую перпендикулярность регламентируют в основном только на операциях окончательной обработки и не оговаривают на черновых и промежуточных операциях, полагаясь на то, что там она обеспечивается схемой обработки.

5. допустимая несимметричность (пазов и т.п.), как и несоосность, должна регламентироваться во всех случаях. Фактически не регламентируют только в случаях высоких требований к ней, полагаясь в остальных случаях на то, что будет обеспечена автоматически выбором схемы обработки и установки.

Регламентация неточностей формы и расположения может выполняться в текстовой форме технических требований или условными обозначениями по ГОСТу 3.308-68. Методика определения величины допусков на неточности формы и взаимного расположения будет различной в зависимости от характера операции.

Для операций окончательной обработки значения указанных допусков должны определяться из условия обеспечения соответствующих параметров в указанных по чертежу пределах.

Для черновых и промежуточных операций допуски устанавливаются из условия соответствия их среднеэкономичной точности установки и с учетом используемых установочно-зажимных приспособлений.