Как составить тех процес

Описание техпроцесса изготовления детали

Технологический процесс обработки детали при модернизации станка ТПК-125

Технологический процесс обработки детали — это часть производственного процесса, направленная на изменение формы, размеров или свойств обрабатываемой детали, происходящая в определенной последовательности. Технологический процесс состоит из нескольких видов операций.

В современном машиностроении существует большое количество различных отраслей тяжелой и легкой промышленности, которые объединяют предприятия различного масштаба. Чтобы быть конкурентоспособными предприятия должны обладать гибкостью, маневренностью, возможностью выпускать товар с новыми функциональными возможностями, возможностью быстро реагировать на изменения потребностей рынка. Все это заставляет рабочих приспосабливаться и постоянно охватывать новейшие достижения науки и техники. В быстро изменяющихся условиях инженер должен обладать высоким уровнем знаний и умением творчески подходить к решению конструкторских задач, для того чтобы обеспечить переход к новым схемам технологического процесса обработки детали и техническим решениям без ущерба качественным и количественным показателям производства.

Возможности современной промышленности и требования к ним постоянно изменяются и прогрессируют, поэтому при решении технологических задач важно не только использовать имеющийся опыт, но и активизировать творческую инженерную деятельность, в том числе и при проектировании технологических процессов. Необходимо разработать технологический процесс для мелкосерийного (≈ 20 изделий) изготовления подложки под стандартные направляющие, применяемой в составе фрезерной части токарного станка для обеспечения зазора между гайкой поперечной направляющей и плитой нижней каретки. Чертеж детали показан на рис. 1. Для этого необходимо выполнить следующие задачи: выбрать заготовку, разработать маршрут обработки, рассчитать припуски, выбрать режимы резания, оборудование, приспособление, инструмент, с помощью которого будет производиться обработка. Также необходимо рассчитать время необходимое на выполнение одной из операций.

Рис. 1 Чертеж детали

Проектирование технологического процесса обработки детали

При проектировании технологического процесса обработки детали в первую очередь оценивается тип производства. В данном случае оно является мелкосерийным (20 изделий). Для мелкосерийного производства характерна специализация рабочих мест для выполнения нескольких схожих технологических операций, применение специального оборудования и оснащения, снижение квалификации рабочих по сравнению с единичным типом производства, снижение затрат на изготовление продукции. Все это обеспечивается в том числе за счет проектирования технологического процесса.

Анализ технологичности конструкции детали

Технологичность конструкции детали оценивается с учетом возможности для обработки на существующем оборудовании, снижением себестоимости и обеспечением необходимых качеств детали. При этом изучаются указанные в чертеже параметры шероховатости, форм и расположения поверхностей, , унификация отдельных конструктивных элементов таких, как фаски. Устанавливается обоснованность требований точности.

В технологическом процессе обработки детали отметим следующее:

• 1. Обрабатываемые поверхности легкодоступны для режущего инструмента.
• 2. Все размеры и требуемая точность обеспечивается на доступном технологическом оборудовании.

Отрицательными следует считать факторы:

• 1. Высокая точность отдельных поверхностей.
• 2. Высокая точность расположения отверстий.

Высокая точность отдельных поверхностей оправдана, т.к. данные поверхности используются в качестве поверхностей контакта с направляющими. Во избежание смещений и перекосов кареток требуется высокая точность изготовления. Высокие требования к точности расположения отверстий также целесообразны, так как отверстия на направляющей и опоре должны точно совпадать, чтобы обеспечить надежное соединение.

Выбор вида и способа получения заготовки

Выбор заготовки зависит от формы детали и ее размеров, исходного материала, типа и вида производства, наличия необходимого оборудования. Так как данная деталь используется в качестве опоры, материалом для ее изготовления может служить Сталь 20. Cталь 20 используется для производства различных деталей, таких как втулки, валы, крепежи, оси, детали станков, труб.

Заготовка должна иметь форму схожую с формой детали, что позволить снизить объем припусков, и, как следствие, технико-экономических показателей детали. В качестве заготовки принимается сортовой горячекатанный прокат квадратной формы из стали 20. Горячекатанный прокат имеет однородную структуру, что важно в деталях данного типа для обеспечения постоянства механических свойств.

Составление технологического маршрута

В качестве исходных данных для составления маршрута технологического процесса обработки детали рассматриваем тип производства, рабочий чертеж детали с техническими требованиями и маркой материала, вид заготовки. Технологический маршрут обработки выполним согласно ГОСТ 3.1702-79.

• Деталь: Подложка под направляющие;
• Материал: Сталь 20;
• Заготовка: квадрат 30х30х4000;
• Число деталей: 20 шт.

Рис. 2. Заготовительная часть

А. Установить и закрепить заготовку в тисках.
1. Отрезать заготовку от полосы, выдержав размер 190h12 мм.

Рис. 3. Заготовительная часть 2

А. Установить и закрепить заготовку в тисках.

1. Фрезеровать поверхность I выдерживая размер А1.
2. Переустановить заготовку.
3. Фрезеровать поверхность II начерно выдерживая размер А2.

Рис. 4. Фрезерная черновая обработка

А. Установить и закрепить заготовку в тисках.

1. Фрезеровать поверхность I начерно.
2. Переустановить заготовку.
3. Фрезеровать поверхность IV начерно выдерживая размер А3.
4. Переустановить заготовку.
5. Фрезеровать поверхность II начерно.
6. Переустановить заготовку.
7. Фрезеровать поверхность III начерно выдерживая размер A4.

Рис. 5. Фрезерная чистовая обработка детали

А. Установить и закрепить заготовку в тисках.

Последовательность аналогична пункту 3. При этом контролируемый размер А3 заменяется на А5, А4 на А6.

Рис. 6. Фрезерная тонкая обработка детали

А. Установить и закрепить заготовку в тисках.

Последовательность аналогична пункту 3. При этом контролируемый размер А3 заменяется на А7, А4 на А8.

Рис. 7. Сверлильная обработка детали

А. Установить и закрепить заготовку в тисках.

1. Сверлить три отверстия 4,5H12 мм выдерживая размеры 35h14, 60h10, 60h10 мм.
2. Сверлить три фаски на отверстиях 0,5х45.

Рис. 8. Слесарная обработка детали

А. Установить и закрепить заготовку в тисках.

1. Притупить кромки 1, 2 фасками 0,3х45.
2. Переустановить заготовку.
3. Притупить кромки 3, 4 фасками 0,3х45.

Технологический процесс механической обработки детали

Технологические процессы механообработки металлоизделий в машиностроении разрабатываются с определенной целью:

• для выбора наиболее оптимальной последовательности мехобработки болванки. При этом выбранная очередность операций должна соответствовать требованиям конструкторской документации;
• для создания базы, на основе которой определяются нормы времени, затрачиваемого на обработку одной заготовки.

Техпроцесс механообработки — один из показателей, который обязательно нужно учитывать, проектируя производственный цех. При наличии более детальных технологических указаний конструктора могут спроектировать специальные приспособления, а также металлорежущий и контрольно-измерительный инструмент.

Для современного машиностроительного производства характерно совершенствование проверенных установок, а не проектирование совершенно новых устройств, как думают многие. Все это обуславливает популяризацию техпроцессов, основу которых составляет опыт в практическом проектировании. Организация производства осуществляется таким образом, что главными ориентирами являются гибкие структуры, которые можно переналадить в краткие сроки.

Рабочий эскиз детали является основным документом, необходимым для разработки техпроцесса. Следует отметить, что тип производства и требования относительно качества детали оказывают непосредственное влияние на создание техпроцесса. Разработчики располагают каталогами, в которых представлена полная информация о технических и эксплуатационных свойствах металлорежущих станков, инструментов для механической обработки и контроля размеров, технологической оснастки.

Структура техпроцесса и особенности его оформления

Структура техпроцесса механообработки представлена двумя видами технологий:

• операционной — благодаря операциям, состоящим из переходов и установ, данная технология считается более подробной, чем маршрутная;
• маршрутной — это обобщенное описание очередности операций и их содержания.

Согласно ЕСТД в комплект технологической документации входит множество соответствующих карт. Их количество и тип устанавливается стандартами и производственными условиями.

Операционная технология оформляется на соответствующих картах, где описывается мехобработка всех поверхностей болванки.

Под картой эскизов подразумевается графическое изображение металлоизделия в виде, который будет иметь заготовка по завершению той или иной операции механической обработки. Следует отметить, что на операционном чертеже обозначаются:

• поверхности, которые подвергаются механообработки (для этого используются толстые линии и порядковые номера). Если обработка отмеченных поверхностей осуществляется одинаковым инструментом и при одинаковых режимах резания, то в технологической карте будет содержаться число переходов, соответствующее количеству поверхностей, которые подвергаются мехобработке;
• точность поверхностей, которые обрабатываются. Обозначается данный параметр квалитетом точности, шероховатостью, допусками отклонения формы;
• базовые поверхности.

Карта эскизов разрабатывается для той или иной операции индивидуально.

Операционная технология мехобработки: специфика разработки

При выборе оптимального варианта очередности механообработки металлоизделия необходимо учитывать два основных фактора:

1. тип производства;
2. требования, которым должно соответствовать качество обработанной детали.

На предприятиях, специализирующихся на выпуске единичной продукции, технологические операции включают множество переходов и установов. Этим обуславливается необходимость часто сменять металлорежущий инструмент и настраивать его, что ведет к увеличению вспомогательного времени и другим последствиям.

Для предприятий, выпускающих детали сериями, характерны техпроцессы, в которых одноименные операции разделяются на основные и вспомогательные переходы. В одной операции не предусмотрена переустановка заготовки, а режущий инструмент меняется минимальное количество раз, из-за чего сокращается время на его подналадку.

Оценить требования, предъявляемые по отношению к качеству готовой детали, при создании техпроцесса мехобработки детали удастся, если учитывать ряд аспектов. К примеру, техпроцесс должен подчиняться структурной схеме. Каждый этап операционной технологии неразрывно связан с методом механической обработки и ее точностью. При необходимости получить поверхностный слой детали с твердостью более HRC 35 нужно в ходе работ сменить лезвийный инструмент абразивным.

Реферат: Техпроцесс изготовления детали Фланец

Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный текстильный университет им. А.Н. Косыгина

Кафедра технологии текстильного машиностроения и конструкционных материалов

К курсовому проекту по технологии машиностроения

Тема проекта: Разработать технологический процесс

механической обработки детали «Фланец»

Студент Миньков О.Е.

Группа 39-01 Курс 4 Семестр 8

Руководитель Иванов И.С.

1. Назначение и конструктивные особенности детали……………………………………4

2. Анализ технологичности конструкции детали……………………………………………..6

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков.……………………………………………………8

4. Разработка технологического процесса механической обработки детали……………………………………………………………………………………………………………………………………….11

Операция 005 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..13

Операция 010 Вертикально-фрезерная………………………………………………………..14

Операция 015 Вертикально-сверлильная…………………………………………………….15

Операция 020 Радиально-сверлильная…………………………………………………………16

Операция 025 Вертикально-сверлильная ……………………………………………….…17

Операция 030 Горизонтально-фрезерная…………………………………………………..18

5. Расчет режимов резания и норм времени………………………………………………………19

6. Описание конструкции и принципа работы спроектированных приспособлений и расчёт зажимных усилий……………………………………………………….35

6.1 Описание конструкции приспособления……………………………………………….35

6.2 Расчёт сил зажима заготовки………………………………………………………………….35

Ведущую роль в ускорении научно-технического прогресса призвано сыграть машиностроение, которое в кратчайшие сроки необходимо поднять на высший технический уровень. В этой связи первостепенной задачей являются разработка и массо­вое производство современной электронно-вычислительной тех­ники.

Ближайшая цель машиностроителей — изменение струк­туры производства, повышение качественных характеристик ма­шин и оборудования. Новые подходы потребуются в инвестиционной и структурной политике, в разви­тии науки и техники.

На преодоление дефицита трудовых ресурсов, повышение производительности труда нацелены многие экономические экспе­рименты, в основе которых лежат организационные, научно-технические и экономические решения. В этом же направлении действуют и другие научно-технические программы. По мнению специалистов, они позволят не только создать новые приборы, машины и механизмы, прогрессивные технологические процессы, но и сэкономить труд около 3 млн. человек.

Слово «технология» означает науку, систематизирующую совокупность при­емов и способов обработки (переработки) сырья, материалов, полуфабрикатов соответствующими орудиями производства в це­лях получения готовой продукции. В состав технологии вклю­чается и технический контроль производства. Важнейшие пока­затели, характеризующие технико-экономическую эффективность технологического процесса: расход сырья, полуфабрикатов и энергии на единицу продукции; количество и качество получаемой готовой продукции, изделий; уровень производительности труда; интенсивность процесса; затраты на производство; себестоимость продукции, изделий.

Предметом исследования и разработки в технологии машино­строения являются виды обработки, выбор заготовок, качество обрабатываемых поверхностей, точность обработки и припуски на нее, базирование заготовок; способы механической обработки поверхностей — плоских, цилиндрических, сложнопрофильных и др.; методы изготовления типовых деталей — корпусов, валов, зубчатых колес и др.; процессы сборки (характер соединения дета­лей и узлов, принципы механизации и автоматизации сборочных работ); конструирование приспособлений.

Технология машиностроения постоянно обновляется и изме­няется по мере развития техники. Совершенствование техноло­гии — важное условие ускорения технического прогресса.

1. Назначение и конструктивные особенности детали:

Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. К конструктивным особенностям данной детали следует отнести симметричность детали, наличие отверстия для зажима опоры нитеводительной штанги болтом, а также наличие сквозного паза шириной 5 мм., который служит для смещения плоскостей и уменьшения сил трения болта с поверхностью фланца при зажиме опоры нитеводительной штанги. Плоскость А служит для установки фланца на корпусе машины, а два отверстия для закрепления его. Непосредственно в отверстие с диаметром 21Н9 устанавливаются опоры нитеводительной штанги. Необработанные поверхности покрываются эмалью ПФ-115 фисташковой ГОСТ 6465-76.

Невыполнение технических требований может привести к перекосам в установке фланца на корпусе крутильно-этажной машины, что вызовет перекос в установке опор нитеводительной штанги.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа, НВ=170-241 кгс/мм 2 [1, таб. 14.1].

Анализ технологичности конструкции детали:

Технологичность конструкции детали обеспечивает минимальные трудоёмкость изготовления, материалоемкость и себестоимость.

Технологичность конструкции детали оценивается в зависимости от:

— вида производства и масштаба выпуска изделий

— уровня достижения технологических методов изготовления детали

— служебного назначения детали

— вида оборудования, инструмента, оснастки

— уровня механизации и автоматизации процессов

От технологичности конструкции детали в значительной степени зависит выбор соответствующего варианта технологического процесса изготовления заготовки, механической обработки, оборудования, режимов резания, инструмента и оснастки.

Деталь — Фланец (рис.1) крутильно-этажной машины КЭ1-175-ШЛ предназначен для установки и крепления межсекционной опоры нитеводительной штанги приёмного устройства крутильно-этажной машины. Фланец изготавливается из серого чугуна СЧ 20 литьём, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Остывание заго­товки будет происходить неравномерно, что вызовет её дополнительные недостатки и потребует завышенных припусков на обработку.

В остальном деталь достаточно технологична, допускает применение высокопроизводительных режимов обработки, имеет хорошие базовые по­верхности для черновой операции. Другие обрабатываемые поверхности с точки зрения точности и шероховатости не представляют значительных технологических трудностей: возможны обработка на проход и свободный доступ инструмента к каждой поверхности.

Механические свойства серого чугуна СЧ 20 ГОСТ 1412-85:

В= 196 МПа, И = 392 МПа,НВ=1668-2364 МПа,НВ=170-241 кгс/мм 2[1, таб. 14.1].

3. Выбор вида заготовки и расчёт припусков:

3.1 Выбор вида заготовки:

Заготовка — это предмет производства, из которого изменением фор­мы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготавли­вают деталь или неразборную сборочную единицу (ГОСТ 3.1109-82).

При разработке технологического процесса механической обработки деталей одним из ответственных этапов является выбор заготовок, от чего в большей степени зависит трудоёмкость обработки, а также расход метал­ла. Выбрать заготовку — это значит установить способ её получения, рас­считать размеры, назначить припуски на обработку каждой поверхности и указать допуски на неточность изготовления.

В текстильном машиностроении наибольшее применение находят за­готовки, получаемые литьём. По сравнению с другими способами получе­ния заготовок литьё имеет большие возможности и значительно более ши­рокие области использования. Масса литых заготовок колеблется от нескольких граммов до сотен тонн. Литьём можно изготовить отливки раз­личной формы из любого металла и сплава.

В качестве заготовки для изготовления данной детали используется заготовка, полученная литьём в песчаной форме по ГОСТ 26645-89.

3.2 Расчёт общих и межоперационных припусков и размеров

Обработку плоскостей А и Б производим торцевой фрезой на вертикально-фрезерном станке. Шероховатость этих плоскостей Ra=6,3 мкм., что позволяет их обрабатывать за один тех­нологический переход.

Заготовку получаем литьём в песчаные формы. Отливка средней сложности. По табл. 6.2 приложения 6 (методические указания) определяем класс точности разме­ров и ряды припусков. Класс точности размеров нашей отливки 7т, а ряды припусков 2. 4. Так как отливка средней сложности, то принимаем 3-й ряд припусков. По классу точности размеров (7т) определяем допуск линейных размеров. В нашем случае Т=1,0 мм (метод., табл. 6.3, приложение 6). Затем по до­пуску и 3-му ряду припусков (по табл. 6.4 приложения 6) определяем при­пуск на обработку Z = 3 мм.

Таким образом принимаем, что припуски на обработку плоскостей А и Б Z0 = 3 мм.

Размеры заготовки приведены на рис.2. Заготовка представляет собой отливку ІІІ класса точности, массой 0,5 кг.

Расчёт припусков на обработку отверстия  21Н9:

Рассчитать припуски на обработку и промежуточные предельные размеры для  21Н9 (21 +0,052) отверстия фланца, показан­ного на рис.1.

Технологический маршрут обработки отверстия  21Н9 состоит из трёх операций, чернового и чистового зенкерования, развёртывания выполняемых при одной установке обрабатываемой детали. Заготовка базируется на данной операции на плоскость основания и зажимается двумя призмами.

Результаты расчета припусков на обработку отверстия  21Н9 сводим в табл.1, в которую последовательно записываем технологический маршрут обработки отверстия и значения элементов припуска.

Суммарное значение RZ и h, характеризующее качество по­верхности литых заготовок, составляет 600 мкм (2, табл.6, стр. 182). После1 первого технологического перехода величина h для деталей из чугуна исключается из расчетов, поэтому для чернового и чисто­вого зенкерования, развёртывания значение RZ находим по [2], табл.27, стр. 190.

Суммарное значение пространственных отклонений для заготовок данного типа определяем по [2], табл.8, стр. 183.:

Величину коробления отверстия следует учитывать как в диамет­ральном, так и в осевом сечении, поэтому:

Где — удельное коробление

d — диаметр обрабатываемого отверстия

l — длина отверстия

Учитывая, что суммарное отклонение от соосности отверстия в

отливке относительно наружной ее поверхности представляет геометрическую сумму в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, получим

Таким образом, равна:

Величина остаточных пространственных отклонений после чернового зенкерования

Величина остаточных пространственных отклонений после чистового зенкерования

Погрешность установки при черновом зенкеровании: = 150 мкм,

Погрешность установки при чистовом зенкеровании: = 100 мкм,

Погрешность установки при чистовом развёртывании: = 50 мкм.

Определим припуск на черновое зенкерование:

Определим припуск на чистовое зенкерование:

Определим припуск на чистовое развёртывание:

Определим расчётный диаметр при черновом зенкеровании:

dР Ч.ЗЕНК. =21,052-0,226=20,826 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом зенкеровании:

dР РАЗ. =20,826-0,360=20,466 мм

Определим расчётный диаметр при чистовом развёртывании:

ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ПРИНЦИПЫ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Виды технологических процессов делят на основные виды по следующим признакам:

• • форме организации технологического процесса, определяемой числом охватываемых предметов производства;
• • освоенности технологического процесса в конкретных производственных условиях.

В зависимости от формы организации технологического процесса различают три его вида:

• • единичный;
• • типовой;
• • групповой.

Единичный технологический процесс — это процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.

Типовой технологический процесс — это процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой технологический процесс — это процесс изготовления изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

В зависимости от освоенности в производстве различают два вида технологического процесса:

• • рабочий;
• • перспективный.

Рабочим технологическим процессом называется процесс изготовления одного или нескольких изделий по принятой в производстве рабочей технологической документации.

Перспективным технологическим процессом называется процесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, который предстоит освоить на предприятии (используется как информационная основа для разработки рабочих технологических процессов при технологическом и организационном перевооружении производства).

В зависимости от сложности изделий, их стоимости и типа производства используют различное по степени детализации описание технологического процесса:

• • маршрутное;
• • операционное;
• • маршрутно-операционное.

При маршрутном описании технологического процесса дается сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

При операционном описании технологического процесса дается полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов.

При маршрутно-операционном описании технологического процесса дается сокращенное описание операций технологического процесса в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.

В соответствии с принятым описанием технологического процесса принято различать маршрутный, операционный и маршрутнооперационный технологический процессы.

Маршрутное и маршрутно-операционное описание технологического процесса используют при единичном и мелкосерийном производствах, операционное — преимущественно при среднесерийном, крупносерийном и массовом производствах. При изготовлении крупных (дорогих) деталей операционное описание технологического процесса применяют и в единичном, и в мелкосерийном производствах.

Ниже преимущественно будем рассматривать разработку единичного операционного технологического процесса изготовления детали.

Разработка такого технологического процесса имеет целью дать подробное описание всех этапов изготовления детали с технико-экономическими расчетами и обоснованием принятых решений. В результате составления технологической документации инженерно- технические работники и рабочие получают всю необходимую информацию для реализации разработанного технологического процесса на предприятии. При разработке технологического процесса определяют средства технологического оснащения (оборудование, приспособления, режущий и измерительный инструменты), трудоемкость и себестоимость изготовления деталей. Это служит основой для организации снабжения основными и вспомогательными материалами, календарного планирования производства, технического контроля, инструментального и транспортного обеспечения, а также для определения производственных площадей, необходимых энергетических ресурсов и рабочей силы.

Следует различать разработку технологических процессов для действующих предприятий и для вновь проектируемых (реконструируемых). В первом случае необходимость разработки технологических процессов изготовления деталей возникает при освоении в производстве нового или усовершенствованного изделия, а также при производстве уже освоенных изделий для повышения техникоэкономических показателей изготовления деталей на базе внедрения современных достижений науки и техники. Во втором случае разработанные на основе этих достижений технологические процессы изготовления деталей являются основой всего проекта нового (реконструируемого) предприятия.

Принципы проектирования технологического процесса. Проектирование технологических процессов производят на основе двух принципов: технического и экономического. В соответствии с техническим принципом технологический процесс изготовления детали должен обеспечивать все предъявленные к ней технические требования. Эти требования могут быть выполнены при нескольких вариантах технологического процесса, отличающихся, например, методом получения исходной заготовки, применяемыми для ее последующей обработки станками и инструментами и т.д. В соответствии с экономическим принципом принятый вариант технологического процесса должен быть наиболее экономичным.

Исходные данные и последовательность разработки технологического процесса изготовления детали. Исходную информацию, необходимую для разработки технологического процесса изготовления детали, делят на базовую, справочную и руководящую.

При разработке технологического процесса для новых предприятий или производств базовыми исходными данными являются рабочий чертеж детали, чертеж сборочной единицы, в которую входит деталь, объем выпуска деталей.

При разработке технологического процесса для действующих заводов в дополнение к этим базовым исходным данным необходимо располагать сведениями об имеющемся оборудовании, приспособлениях, инструментах, производственных площадях и других производственных условиях. При этом технолог в своих решениях зачастую вынужден ориентироваться преимущественно на применение имеющихся на предприятии средств технологического оснащения.

Справочная информация представляет собой каталоги и паспорта технологического оборудования, альбомы приспособлений, стандарты и нормали на режущий и измерительный инструменты, нормативы по точности обработки и качеству поверхностных слоев заготовок, расчету припусков, режимов резания, норм времени, тарифно-квалификационные справочники и др.

К руководящей информации относят данные о перспективных технологических процессах в отрасли, стандарты на технологические процессы и технологическую документацию, основные требования по состоянию и перспективам развития производства на предприятии.

Технологический процесс изготовления детали разрабатывают в определенной последовательности.

• 1. Проводят анализ технических требований к детали, выясняют возможность их обеспечения и контроля в условиях данного предприятия, выявляют наиболее сложные технологические задачи, возникающие при изготовлении детали.
• 2. Определяют тип производства и форму его организации (метод работы).
• 3. Осуществляют технологический контроль чертежа детали на предмет соответствия ее конструкции требованиям технологичности для условий данного предприятия.
• 4. Выбирают вид исходной заготовки и метод ее получения.
• 5. Производят выбор технологических баз.
• 6. Устанавливают маршруты обработки поверхностей детали, т.е. последовательность переходов для достижения требуемых по чертежу параметров, их точности и качества поверхностных слоев.
• 7. Составляют маршрут изготовления детали, выбирают средства технологического оснащения и проектируют операции технологического процесса.
• 8. Выполняют размерный анализ технологического процесса (определяют припуски на обработку и рассчитывают технологические размеры заготовки).
• 9. Определяют режимы резания.
• 10. Находят нормы времени или нормы выработки.
• 11. Определяют технико-экономические показатели технологического процесса.
• 12. Оформляют технологическую документацию.

Процессы изготовления деталей

Фрезерные, винторезные и токарные работы ЧПУ — одни из наиболее распространенных производственных процессов, используемых для прецизионной обработки. Но для создания деталей используется множество различных производственных процессов. Ниже рассмотрены некоторые другие производственные процессы изготовления деталей.

Требования к изготовлению деталей

Чтобы обеспечить взаимозаменяемость, важно сформулировать технические требования, дабы изготовление деталей, сборка узлов и их контроль осуществлялись с требуемой (нормированной) точностью их геометрических и физико-химических параметров.

Чтобы вычислить нормы изготовления деталей, нужно использовать расчетно-аналитический метод, который будет основан на расчете норм времени по заданным технологическим режимам. Время изготовления детали может быть установлено в минутах или в часах. Их используют при выполнении работ, которые поддаются количественному контролю и учету. Каждая инновационная производственная технология и материал имеют факторы, которые влияют на прогнозируемые сроки.

Выделяют следующие виды изготовления деталей:

• прокатка;
• штамповка;
• ковка;
• волочение;
• прессование.

Материалы для изготовления деталей

При четком понимании напряжений, действующих в конкретной среде, следующим решением в процессе проектирования является то, какой материал использовать при производстве детали. Некоторые металлы более устойчивы к коррозии и короблению. Различные пластмассы лучше выдерживают нагревание и трение. Если вес является важным фактором, доступен ряд высокопрочных и легких материалов.

Часто используемые материалы для изготовления деталей:

1. Мягкая сталь. Низкоуглеродистые стали легко формуются, что делает их лучшим выбором для производителей автомобильных запчастей, использующих холодную штамповку и другие производственные процессы. У них максимальный предел прочности на разрыв 270 МПа.
2. Высокопрочная сталь. С помощью этого материала можно формовать более мягкую сталь, а затем обжигать ее в более твердые металлы. Типичные классы прочности на разрыв составляют от 250 до 550 МПа.
3. Усовершенствованная высокопрочная сталь. Усовершенствованные высокопрочные стали обычно имеют предел текучести, превышающий 550 МПа. Это композиты, состоящие из нескольких металлов, которые затем нагреваются и охлаждаются на протяжении всего производственного процесса, чтобы соответствовать спецификациям детали.
4. Алюминий. Алюминий серии 5000 легирован магнием. Алюминий серии 6000 содержит кремний и магний, которые образуют силицид магния и делают алюминиевый сплав пригодным для термообработки.
5. Магний является привлекательным материалом для использования в автомобилях из-за его небольшого веса.
6. Пластмасса, армированная углеродным волокном — чрезвычайно прочный, легкий материал, содержащий углеродные волокна для повышения прочности. Он дорог в производстве, но будет иметь растущий спрос в автомобильной промышленности будущего по мере снижения затрат.

Завершают линейку мягких металлов латунь и медь. Из этих двух медь, безусловно, является наиболее универсальным материалом. За исключением сред с высоким содержанием аммиака и некоторых кислот, она чрезвычайно устойчива к погодным условиям и коррозии.

В зависимости от условий эксплуатации и функциональных требований рассматриваются различные механические свойства и выбирается подходящий материал. Также нужно учитывать, что затраты на ремонт выше при использовании более сложных материалов, что увеличивает стоимость эксплуатации, включая текущие расходы на техническое обслуживание.

Этапы изготовления

Процесс производства деталей подразумевает следующие этапы изготовления детали: выбор и обоснование способа получения заготовки, обработка и контроль. Крайне важно соблюдать все этапы производства деталей. Один из самых важных этапов – технический контроль изготовления детали. Он выполняется на стадии разработки продукции. На этом этапе проверяется соответствие опытного образца техническому заданию, документации, правилам оформления, изложенным в ЕСКД.

Отдельно следует сказать про этапы обработки детали. К ним относятся:

• выбор формы детали;
• назначение материала;
• составление расчетной схемы;
• определение размера наиболее нагруженного сечения;
• создание рабочих чертежей детали.

Крайне важно, чтобы технология изготовления деталей была соблюдена в соответствии со всеми требованиями и нормами.

Операция изготовления детали включает в себя не только процессыпо механической обработке (фрезерная обработка металла и т.д.). А также и другие способы изготовления детали:

1. Термическую обработку (нормализация, закалка, цементация, ТВЧ);
2. Гальвано-покрытия (оксидирование, хромирование, фосфатирование, цинкование).

Мы надежная компания, в основе деятельности которой – правила честной конкуренции и жесткого контроля качества услуг.

Общие правила проектирования технологических процессов изготовления деталей изделий

Технологические процессы подразделяются по:

• • степени унификации на единичные, типовые, групповые;
• • уровню достижений науки и техники на перспективные, рабочие;
• • стадии разработки на проектные, временные, стандартные;
• • детализации описания с маршрутным, маршрутно-операционным и операционным описанием.

ГОСТ 14.301–83 устанавливает следующие виды ТП: единичный, типовой и групповой.

Единичный – технологический процесс изготовления или ремонта единичного изделия или деталей одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.

Типовой – процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой – процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

К конструктивным признакам относятся: форма, размеры, точность, микронеровность, твердость, коррозионная стойкость, к технологическим: вид заготовки, метод обработки.

Перспективный – процесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии.

Рабочий – процесс, выполняемый по рабочей технологической и (или) конструкторской документации.

Проектный – процесс, выполняемый по предварительному проекту технологической документации для проверки способов изготовления изделий, подлежащих постановке на производство в перспективе.

Временный – процесс, применяемый на предприятии в течение ограниченного периода времени из-за отсутствия надлежащего оборудования или в связи с аварией до замены на более современный.

Стандартный – процесс, установленный стандартом.

Рабочая программа технологического процесса

Согласно стандарту ГОСТ 3.1102–81 единой системы технологической документации (ЕСТД) «Комплектность документов в зависимости от типа производства» документы, необходимые для описания ТП, подбирают в зависимости от типа производства. Кроме перечисленных видов технологических документов по организации (единичной и типовой) ГОСТ установлено, что каждый вид ТП но степени детализации содержания разделяется на маршрутный, операционный и маршрутно-операционный.

Маршрутный ТП – это процесс, выполняемый по документации, в которой излагается сокращенное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов обработки.

Операционный ТП – это процесс, выполняемый по документации, в которой излагается полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов обработки.

Маршрутно-операционный ТП – это процесс, выполняемый по документации, в которой излагается сокращенное описание технологических операций без указаний переходов и режимов обработки в последовательности их выполнения с полным описанием операций в других технологических документах.

Исходная информация для разработки технологических процессов. Различают базовую, руководящую, справочную исходную информацию для разработки ТП.

Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкторской документации на изделие.

Руководящая информация включает данные, содержащиеся в: государственных стандартах и стандартах предприятий, устанавливающих требования к ТП и методам управления ими, а также стандартах на оборудование и оснастку; документации на действующие единичные, типовые и групповые ТП; классификаторах технико-экономической информации; материалах по выбору технологических нормативов (режимов обработки, норм расхода материалов и др.); документации по технике безопасности и промышленной санитарии.

Справочная информация включает данные, содержащиеся в: технологической документации опытного производства; описании прогрессивных методов изготовления и ремонта; каталогах, паспортах, справочниках, альбомах прогрессивных средств технологического оснащения; планировках производственных участков.

В основу разработки ТП положены два принципа: технический и экономический. В соответствии с первым проектируемый ТП должен полностью обеспечивать выполнение всех требований рабочего чертежа и ТУ на изготовление заданного изделия. В соответствии с экономическим принципом изготовление изделия должно вестись с минимальными затратами труда и издержками производства. Технологический процесс изготовления изделий должен выполняться с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства при наименьших затратах времени и себестоимости изделий.

Производственные операции должны быть достаточно подробно определены в технологической документации, которая должна ориентироваться на полное и точное описание технологических методов (кроме фрагментов, устанавливающих, что сделать, приводят сведения, как сделать). Формирование основных поверхностей деталей и сборочных единиц, определенных «Классификатором основных поверхностей деталей и сборочных единиц, влияющих на создание резервов технологической точности (резервов качества) изделия», должно проводиться стандартизованной или специальной технологической оснасткой и (или) на специальных станках, а также станках тина «обрабатывающий центр». С целью создания условий управляемости ТП в технологической документации четко определяют контрольные операции, выборки контроля, план и форму карт контроля, контроль первой и последней операции, операции настройки технологических средств и средств измерений, сменяемости оснастки и т.д. Там же рассмотрены методы и средства поддержания (в допустимых пределах) рабочих условий окружающей среды (температуры, влажности, запыленности и т.д.). В случаях повышенной зависимости качества изделия от свойств материалов и комплектующих приводят методы и средства их входного контроля. Особое внимание уделяется операциям обеспечения безопасности изделия (шумовым характеристикам и т.д.), а также возможности прослеживаемости и документирования результатов обработки (сборки) и контроля.

Основным технологическим документом, в соответствии с международными стандартами ИСО серии 9000, является рабочая инструкция (РИ). В ней излагают общие требования к выполнению технологических операций на конкретном рабочем месте (имеющие постоянный характер), в том числе действия рабочих и технологических средств.

Маршрут обработки разрабатывают исходя из требований рабочего чертежа и принятой заготовки. Приступая к его составлению, необходимо наметить план обработки – структуру операций.

На предварительной стадии разработки маршрутного ТП выполняют формы записи, показанные на рис. 20.3.

Рис. 20.3. Внешний вид таблицы для заполнения при разработке маршрутного (а) и операционного (б) ТП

В основе всех ТП лежит маршрутный. Последовательность выполнения операций определяется следующими рекомендациями:

• 1) выполняют заготовительные операции (разрабатывают чертеж исходной заготовки и ТП ее изготовления);
• 2) выполняют операции по обработке черновых баз (т.е. удаляют остатки литника, облоя, разъема опок);
• 3) выполняют операции но обработке чистовой базы. Ее стремятся обработать но окончательному размеру, с заданной по чертежу детали точностью и шероховатостью;
• 4) выполняют операции по черновой и чистовой обработке остальных поверхностей. При этом должны соблюдаться допуски на их взаимное расположение (параллельность, соосность и т.п.);
• 5) проводят термическую обработку детали (если необходимо);
• 6) выполняют операции по отделочной обработке поверхностей;
• 7) проводят гальваническую обработку детали (если необходимо);
• 8) проводят технический контроль обработанных поверхностей. Рекомендуется проводить контроль чистовых баз, контроль детали перед термической обработкой и окончательный контроль готовой детали;
• 9) перед техническим контролем должна проводиться промывка детали (продувка – для чугуна).

При разработке ТП механической обработки следует руководствоваться требованиями, установленными стандартами ЕСТД, отраслевыми нормативно-техническими документами, стандартами на термины и определения и классификаторами технико-экономической информации.

Структура маршрутного ТП изображена на рис. 20.4.

Рис. 20.4. Структура маршрутного ТП

Технологические документы заполняют в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1130–93; 3.1127–93; 3.1128–93; 3.1129-93.

К технологическим документам относят графические и текстовые, которые отдельно или в совокупности определяют ТП изготовления изделия, включая технический контроль.

С тех пор способы описания технологий производства продуктов питания, инструментов, домашней утвари, оружия и украшений – всего, что изготавливало человечество, многократно усложнились и усовершенствовались. Современный технологический процесс может состоять из десятков, сотен и даже тысяч отдельных операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той или иной технологии- это непросто выбор тех или иных станков, инструмента и оснастки. Нужно также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и финансовых показателей.

Определение и характеристика

ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс – это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего производственного процесса, включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества. Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы. При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними. Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:

• Маршрутная карта — описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
• Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
• Технологическая карта – документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка .

Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том. Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:

• Цикл технологической операции – длительность (измеряется в секундах, часах, днях, месяцах) операции, повторяющейся с определенной периодичностью. Отсчитывается от момента начала операции до момента ее окончания. Длительность цикла не зависит от числа заготовок или деталей, обрабатываемых одномоментно.
• Такт выпуска изделия – промежуток времени, через который выпускается это изделие. Рассчитывается как отношение времени, за которое выпускается определенное количество изделий, к этому количеству. Так, если за 20 минут было выпущено 4 изделия, то такт выпуска будет равен 20/4=5 минут/штуку .
• Ритм выпуска – величина, обратная такту, определяется как число изделий, выпускаемых в единицу времени (секунду, час, месяц и т.п.).

В дискретном производстве такие характеристики технологических процессов не находят применения ввиду малой повторяемости изделий и больших сроков их выпуска. Производственная программа – представляет собой список названий и учетных номеров выпускаемых изделий, причем для каждой позиции приводится объемы и сроки выпуска. Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:

• Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
• Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
• Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
• Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
• Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Виды техпроцессов

Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам. По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:

• единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
• типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
• групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.

По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:

• Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
• Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий – лидеров отрасли.

По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:

• Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
• Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию  для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными. Существуют и другие классификации видов технологических процессов.

Этапы ТП

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства различают такие этапы написания технологического процесса, как:

• Сбор, обработка и изучение исходных данных.
• Определение основных технологических решений.
• Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования целесообразности).
• Документирование техпроцесса.

Трудно с первого раза найти технологические решения, обеспечивающие и плановые сроки, и необходимое качество, и плановую себестоимость изделия. Поэтому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный. Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют основные этапы разработки технологического процесса до тех пор, пока не достигнут требуемых планом параметров.

Сущность технологического процесса

Процессом называют изменение состояния объекта под воздействием внутренних или внешних по отношению к объекту условий. Внешними факторами будут механические, химические, температурные, радиационные воздействия, внутренними – способность материала, детали, изделия сопротивляться эти воздействиям и сохранять свою исходную форму и фазовое состояние. В ходе разработки техпроцесса технолог подбирает те внешние факторы, под воздействием которых материал заготовки или сырья изменит свою форму, размеры или свойства таким образом, чтобы удовлетворять :

• техническим спецификациям на конечное изделие;
• плановым показателям по срокам и объемам выпуска изделий;
• финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

За долгое время были выработаны основные принципы построения технологических процессов.

Принцип укрупнения операций

В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр. Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.

Особенно важно это для крупногабаритных и сложных деталей, установка которых отнимает много времени.

Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Принцип расчленения операций

Операция разбивается на ряд простейших переходов, наладка режимов работы обрабатывающего оборудования выполняется единожды, для первой детали серии, далее оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах. Такой подход эффективен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной конфигурации изделий. Принцип дает существенный эффект снижения относительной трудоемкости за счет улучшенной организации рабочих мест, совершенствования у рабочих навыка однообразных движений по постановке-снятию заготовок, манипуляций с инструментом и оборудованием. Абсолютное число установок при этом растет, но сокращается время на настройку режимов оборудования, за счет чего и достигается положительный результат.

Чтобы получить этот положительный эффект, технологу придется позаботиться о применении специализированной оснастки и приспособлений, позволяющих быстро и, главное, точно устанавливать и снимать заготовку. Размер серии также должен быть значительным.

Обработка дерева и металла

На практике одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и того же материала можно изготовить разными, иногда сильно отличающимися друг от друга методами. На этапе конструкторско-технологической подготовки производства конструкторы и технологи совместно прорабатывают несколько вариантов описания технологического процесса, изготовления и последовательности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по ключевым показателям, насколько полно они удовлетворяют:

• техническим условиям на конечный продукт ;
• требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
• финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

На следующем этапе проводится сравнение этих вариантов, из них выбирается оптимальный. Большое влияние на выбор варианта оказывает тип производства.

В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В этом случае выбирается вариант с минимальными издержками на разработку и создание специальной оснастки, инструмента и приспособлений, с максимальным задействованием универсальных станков и настраиваемой оснастки. Однако исключительные требования к точности соблюдения размеров или к условиям эксплуатации, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут вынудить применять и специально изготовленную оснастку, и уникальные инструменты. При серийном же выпуске процесс производства разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Технологический процесс оптимизируют с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и приспособлениями, позволяющими сократить непроизводительные потери времени хотя бы на несколько секунд.

В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный экономический эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком закрепляют определенные группы операций. При массовом производстве размеры серий весьма высоки, а выпускаемые детали достаточно долгий срок не подвергаются конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит еще дальше. В этом случае технологически и экономически оправдано закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а также изготовление спецоснастки и применение отдельного режущего инструмента и средств измерений и контроля.

Оборудование в этом случае физически перемещают в цеху, располагая его в порядке следования операций в технологическом процессе

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях – в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление  высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку. Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Для того чтобы из идей и расчетов технологический процесс превратился в реальность, необходимы физические средства его выполнения.

Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок. В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы. Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки. Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций.

Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия. Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях. 

Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог. Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.

Чтобы быстро и правильно обработать деталь, нужно заранее предусмотреть наиболее целесообразную последовательность обработки, выбрать станок, на котором должна производиться обработка, выбрать режущие и измерительные инструменты, а также приспособления, необходимые для обработки, назначить режимы резания. Эти данные, определяющие весь процесс обработки заготовки до ее превращения в готовую деталь, установленные заранее техническим документом, составляют технологический процесс.

Технологический процесс является основой организации всего производства. На основании разработанного технологического процесса определяется количество необходимого оборудования, инструмента и приспособлений, число рабочих и обслуживающего персонала для выполнения заданной программы по выпуску деталей.

Технологический процесс связывает между собой все звенья производства. Поэтому точное соблюдение установленного технологического процесса является необходимым условием правильной организации производства. Технологический процесс на производстве является законом, который никому нельзя нарушать.

2. Элементы технологического процесса

Технологический процесс может состоять из одной или нескольких операций.

Операцией называется законченная часть технологического процесса обработки одной или нескольких деталей, которая выполняется на одном станке одним рабочим.

Новая операция начинается тогда, когда рабочий, закончив часть обработки у всей партии деталей, приступает к дальнейшей обработке той же партии деталей, либо переходит к обработке новых деталей.

Поясним понятие «операция» на примере обработки конуса муфты (рис. 281), изготовляемого из литой заготовки, имеющей отверстие диаметром 38 мм.

На рис. 282 показана схема последовательности обработки для случая, когда рабочий обрабатывает каждую деталь от начала до конца. Такое построение технологического процесса применяют только при изготовлении единичных деталей. Заготовка устанавливается в патрон и обрабатывается с одной стороны: подрезается торец (рис. 282, а); обтачивается цилиндрическая поверхность до 80Х₄ на длину 65 мм (рис. 282, б); растачивается отверстие 40А₃ (рис. 282, в); вытачивается фаска 2 X 45° (рис. 282, г); вытачивается канавка шириной 10 мм до 064 мм (рис. 282, д). Затем заготовка устанавливается обточенной поверхностью 80Х₄ в патрон с расточенными кулачками; подрезается второй торец в размер 90мм (рис. 282, е); вытачивается фаска 2×45° (рис. 282, ж); обтачивается конус с углом уклона 10° (рис. 282, з). После окончательного изготовления первой детали рабочий переходит к изготовлению следующей детали. Технологический процесс, построенный таким образом, состоит из одной операции .

На рис. 283 показан пример, когда партия тех же деталей обрабатывается за две операции. Сначала все детали партии обрабатываются последовательно по всем размерам с одной стороны (рис. 283, а—д) — это составляет I операцию. Затем у всех деталей партии, последовательно устанавливаемых другой стороной, обрабатываются остальные поверхности детали (рис. 283, е-з). Это составляет II операцию технологического процесса.

Иногда технологический процесс расчленяют на более мелкие операции рис. 284. Например, сначала последовательно у всех деталей партии подрезают торец и обтачивают наружную цилиндрическую поверхность (рис. 284, а—б); это будет I операция. Затем подрезают торец в размер 90 мм у всех деталей партии, растачивают отверстие 40А₃ насквозь и вытачивают фаску 2 х 45° (рис. 284, в—д) — это будет II операция. Затем обтачивают отдельно коническую поверхность (рис. 284, е), что составляет III операцию. Наконец вытачивают канавку шириной 10 +0,1 мм до 64 мм и фаску 2 X 45° (рис. 284, ж—д). Это будет IV операция.

Таким образом, операция может быть простой, содержащей один-два вида обработки (см. рис. 284, е, ж,з), и сложной, содержащей несколько видов обработки.

Установка . Операция может состоять из одной или нескольких установок. Установкой называется часть операции, которая выполняется в период между закреплением заготовки и ее раскреплением.

Рассмотрим это на примере обработки конуса муфты. В первом варианте (см. рис. 282) технологический процесс состоит из одной операции, но в этой операции две установки. Первая установка А включает в себя всю обработку заготовки с одной стороны и растачивание сквозного отверстия диаметром 40А₃) (см. рис. 282, а—д), после чего деталь снимается со станка. Вторая установка Б начинается с закрепления заготовки другой стороной и включает в себя подрезание торца в размер 90 мм, вытачивание фаски 2 X 45° и обтачивание конуса (см. рис. 282, е—з).

Во втором варианте (см. рис. 283), когда партия тех же деталей обрабатывается за две операции, общее число установок остается то же, но здесь каждая операция состоит из одной установки.

В третьем варианте (см. рис. 284), когда партия деталей обрабатывается за четыре операции, число установок будет также четыре. Могут быть случаи, когда одна из операций содержит две установки, а остальные — по одной и наоборот.

Переход . Операция может состоять из одного или нескольких переходов. Переходом называется часть операции, выполняемая над поверхностями детали при неизменной установке инструментов и неизменных режимах резания. Следующий переход начинается тогда, когда изменится какое-либо из этих условий: либо изменится поверхность обработки, либо режущий инструмент, либо режимы резания.

Для пояснения используем рассмотренные выше примеры обработки конуса муфты. При изготовлении этой детали за одну операцию (см. рис. 282) первый переход заключается в подрезании торца (см. рис. 282, а). Обработка в этом случае производится проходным отогнутым резцом с определенным режимом резания.

При обтачивании цилиндрической поверхности диаметром 80Х₄ (см. рис. 282, б) резец остается тот же, не изменяется и режим резания, изменяется только поверхность обработки: вместо торца обрабатывается цилиндрическая поверхность заготовки, следовательно, меняется – переход. Таким образом, обтачивание цилиндрической поверхности 80Х₄ является вторым переходом. При растачивании отверстия (см. рис. 282, в) изменяются режим обработки, режущий инструмент и поверхность обработки, следовательно, меняется и переход. Вытачивание канавки (см. рис. 282, д), где вновь меняются резец, режим резания и поверхность обработки, будет пятым переходом, подрезание второго торца (см. рис. 282, е) — шестым, вытачивание фаски — седьмым, обтачивание конуса — восьмым переходом.

Таким образом, технологический процесс изготовления конуса муфты в первом варианте (см. рис. 282) состоит из одной операции и двух установок. В первой установке имеется пять переходов, во второй — три. Технологический процесс во втором варианте (см. рис. 283) состоит из двух операций. Первая операция содержит одну установку и пять переходов, а вторая — одну установку и три перехода. В третьем варианте (см. рис. 284) технологический процесс состоит из четырех операций и четырех установок; первая установка содержит два перехода, вторая — три перехода, третья-один переход и четвертая — два перехода.

Проход . Переходы делятся в свою очередь на проходы. Проходом называется часть перехода, которая охватывает все действия, связанные со снятием одного слоя металла. Если припуск на обработку велик и его снимают одним и тем же инструментом за два приема, то в этом случае переход состоит из двух проходов. Нарезание резьбы резцом обычно производится за несколько проходов.

З. Принципы построения технологического процесса

Технологический процесс можно строить:
а) по принципу укрупнения операций, когда в одной операции сосредоточивается большое число переходов;
б) по принципу расчленения операций, когда процесс обработки расчленяется на ряд отдельных простейших операций, в которых иногда каждый переход выполняется за отдельную установку.

При укрупнении операций полнее обеспечивается соосность и большая точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, так как обработка их производится за одну установку.

По этому принципу построен технологический процесс обработки конуса муфты за одну операцию (см. рис. 282).

При укрупнении операций уменьшается, как правило, общее число установок, что весьма важно при обработке таких деталей, установка которых требует значительной затраты времени.

По принципу укрупнения операций работают револьверные и многорезцовые токарные станки, полуавтоматы и автоматы.

При расчленении операций на ряд простейших наладка станка для выполнения каждой операции производится только один раз для первой детали партии, остальные детали обрабатываются по этой настройке.

Принцип расчленения операций дает возможность широко использовать упоры, позволяет более рационально организовать рабочее место, развивать автоматичность рабочих движений, связанных с установкой и снятием заготовки, подводом и отводом режущего инструмента.

При расчленении операций значительно увеличивается число установок, поэтому необходимо иметь быстродействующие установочные приспособления, обеспечивающие быструю и точную установку заготовки для каждой операции.

По принципу расчленения операций построен технологический процесс изготовления конуса муфты за четыре операции (см. рис. 284).

4. Выбор способа обработки

При обработке деталей нужно стремиться снять весь имеющийся припуск за один проход, однако это не всегда возможно. Обычно обрабатываемая заготовка имеет неравномерный припуск вследствие неровностей ее поверхностей, неточного центрирования при установке и др. Вследствие неравномерного припуска различные участки обрабатываемой поверхности обрабатываются при различных условиях резания. Это может вызвать на различных участках обработки различный по величине отжим резца и детали, что отразится на точности формы и размерах обрабатываемых поверхностей.

Поэтому при обработке поверхностей, где требуется точное выполнение формы и размеров (в пределах 2—3 классов), обработку делят на черновую и чистовую.

При черновой обработке снимается большая часть припуска, срезаются неровности припуска, а при чистовой заготовке окончательно обрабатывают до требуемого размера.

При обработке деталей значительными партиями рекомендуется черновую и чистовую обработки производить на разных станках — обдирочных и отделочных. Это нужно для того, чтобы продлить срок службы отделочных станков, от которых зависит точность и чистота обработанных поверхностей детали.

Отдельные поверхности детали могут быть обработаны различными способами. Например, обработку отверстий можно выполнить сверлом; сверлом и резцом; сверлом и зенкером; сверлом, зенкером и разверткой. При этом обработка сверлом является наиболее производительным способом, но наименее точным, обработка же сверлом, зенкером и разверткой наиболее точным, но наименее производительным.

Нарезание наружной резьбы может быть выполнено резьбовым резцом, резьбовой гребенкой, плашкой. В случае нарезания резьбы небольшого диаметра наиболее производительным является нарезание плашкой.

При выборе способа обработки нужно стремиться использовать в первую очередь наиболее производительные способы обработки . В тех случаях, когда эти способы могут обеспечить требуемую точность и чистоту поверхности, ими следует пользоваться вплоть до окончательного изготовления детали. Например, если требуется обработать отверстие с точностью до 0,1 мм, а чистота обработанной поверхности допускается в пределах 3, обработку такого отверстия следует производить сверлением как наиболее высокопроизводительным способом обработки.

Если же высокопроизводительные способы обработки не могут обеспечить необходимой точности и чистоты обработанной поверхности или других технических условий, нужно стремиться возможно большую часть предварительной обработки выполнить высокопроизводительными способами, а окончательную обработку производить другими способами, иногда и менее производительными, но обеспечивающими необходимые технические требования.

5. Понятие о базах

Для правильного построения технологического процесса очень важно заранее выбрать поверхность, по которой должна производиться установка заготовки на станке. Такая поверхность называется установочной базой.

Выбор баз является одной из важнейших задач, которые решаются при составлении технологического процесса. От того, как осуществляется базирование, в большинстве случаев зависит выполнение технических требований к взаимному расположению поверхностей деталей (соосность, перпендикулярность и т. д.).

Установочную базу, используемую на первой установке, называют первичной базой. Первичной базой обычно пользуются один раз на первой установке. На этой базе обычно обрабатывают ту поверхность, которая на последующих установках должна служить установочной базой.

При выборе первичных баз нужно исходить из следующих основных положений.

1. За первичную базу следует принимать такую поверхность заготовки, которая позволяет подготовить базу для последующей обработки других поверхностей.

Поясним это на примере. Пусть требуется обработать деталь, показанную на рис. 285. За первичную базу следует принять поверхность а фланца и на этой базе обработать цилиндрический участок диаметром 80 мм, подрезать торец фланца и торец цилиндрического участка. Поверхность обработанного цилиндра диаметром 80 мм будет служить базой второй установки для обработки второго наружного торца фланца.

Если в качестве первичной базы принять поверхность необработанного цилиндрического участка диаметром 80 мм и обработать на этой базе торец фланца, то база для дальнейшей обработки детали с другой стороны не будет подготовлена (обработанный торец фланца может служить базой только при условии закрепления детали на планшайбе со сложной установкой). Следовательно, поверхность цилиндрического участка за первичную базу принимать нельзя.

2. Для деталей, которые обрабатываются не по всем поверхностям, за первичную базу следует принимать ту поверхность, которая не обрабатывается (остается в черном виде), так как в этом случае базовые поверхности будут иметь наименьшее смещение относительно обработанных поверхностей. Например, при обработке детали,показанной на рис. 286, за базу следует принять необрабатываемую поверхность а. В этом случае смещение отверстия диаметром 40А₃ относительно наружной поверхности будет наименьшим.

3. Для деталей, обрабатываемых кругом, за первичную базу следует принимать поверхности, имеющие наименьший припуск на обработку. В. этом случае будет наибольшая гарантия, что не получится брака из-за неправильного распределения припуска.

4. Нужно стремиться, чтобы поверхности, принимаемые за первичные базы, были по возможности чистыми и ровными.

5. Поверхности, принимаемые за первичные базы, должны позволять надежно закрепить заготовку, чтобы можно было производить обработку со скоростными режимами резания.

Надежность закрепления заготовки особо важна при черновой обработке, которую ведут с большими сечениями стружки. В этих случаях нужно стремиться к максимальной жесткости установки. Поэтому при черновой обработке, где точность не имеет большого значения, рекомендуется широко использовать комбинированное крепление заготовки: одним концом — в патрон, другим — в центр задней бабки, так как этот способ крепления самый надежный.

Чистовыми базами называются обработанные поверхности, используемые в качестве баз при выполнении операций, на которых поверхности детали получают окончательные размеры.

При выборе чистовой базы следует исходить из следующих основных положений.

1. В качестве чистовой базы следует принимать такую обработанную поверхность, которая может служить базой для обработки возможно большего числа поверхностей.

2. При обработке точных деталей за чистовую базу следует принимать по возможности ту поверхность, на которой готовая деталь устанавливается при работе в машине. В этом случае точность установки детали при обработке будет наибольшей. Например, при обработке зубчатого колеса (рис. 287) за чистовую базу лучше всего принять обработанное отверстие диаметром 40А3, так как колесо этим же отверстием устанавливается на вал машины. Рассмотрим примеры выбора чистовых баз и способов закрепления заготовок на этих базах.

1. При обтачивании деталей типа вал в качестве базы принимают центровые отверстия на торцах вала. Преимущество таких баз заключается в том, что они позволяют в процессе обработки многократно устанавливать детали без дополнительной выверки и без специальных установочных приспособлений, что особо важно в тех случаях, когда технологический процесс строится по принципу расчленения операций.

2. При обтачивании деталей типа втулка, когда наружная поверхность имеет форму цилиндра и отверстие гладкое цилиндрическое, в качестве чистовой установочной базы иногда принимают отверстие, а иногда — наружную цилиндрическую поверхность.

Если за чистовую базу намечено принять поверхность обработанного отверстия, то поверхность этого отверстия обрабатывается на одной из первых операций. Установку заготовки по отверстию можно производить на оправке.

При обработке деталей, у которых имеются внутренние поверхности с пологими конусами, за базу часто принимают коническую поверхность. Пологая коническая поверхность является очень удобной базой, так как она может служить одновременно и надежным средством для закрепления заготовки при обработке.

Способ закрепления заготовки на конусе обеспечивает точное центрирование, быстроту установки и снятия заготовки. Чаще всего в качестве базы используют коническое отверстие, устанавливая заготовку коническим отверстием на конусную оправку (рис. 288).

6. Дисциплина в технологическом процессе

Строгое соблюдение технологического процесса, оформленного в виде технологической карты, т. е. соблюдение технологической дисциплины, — основной закон нормального хода производства. Где не соблюдается технологический процесс, обычно не выполняется программа и почти всегда получается большой брак деталей. Нарушение технологической дисциплины недопустимо на социалистическом предприятии.

Однако технологический процесс любого производства не является мертвой буквой, он должен непрестанно совершенствоваться и подвергаться рационализации.

В нашей стране токари активно участвуют в рационализаторской работе.

В социалистическом производстве методы рационализации технологического процесса должны явиться основным рычагом усовершенствования обработки, удешевления себестоимости продукции, ускорения производства и повышения качества изделия. Поэтому для рабочего-новатора открыты широкие возможности рационализации технологического процесса.

Однако это не значит, что можно изменять технологию самочинно, без разрешения работников, ведающих технологией на заводе. Такое самочинное изменение технологии вместо пользы может принести ущерб производству.

Всякое усовершенствование технологического процесса, предложенное рабочим, должно быть оформлено в виде рационализаторского предложения; после рассмотрения и одобрения усовершенствование вносится в технологическую документацию, т. е. становится частью технологического процесса.

На заводах существуют отделы рабочего изобретательства (БРИЗ), которые имеют своей задачей привлекать рабочих к совершенствованию технологических процессов. За каждое реализованное рационализаторское предложение автору выплачивается денежная премия, величина которой зависит от суммы полученной экономии.

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

3.12.2. Технологический процесс изготовления детали «Стойка»

Рис. 3.22. Стойка

Выполним анализ технологичности детали «Стойка» (рис. 3.22). Деталь имеет цилиндрическую форму, поэтому первые операции будут токарные. Все размеры име-ют невысокую точ-ность, поэтому обору-дование может быть класса точности «Н» (нормальной точно-сти). Отверстие под резьбу будет выпол-няться на токарном станке, так как распо-ложено по центру. По-верхность Ø18 –0,3 и от-верстие под резьбу будет обработано за одну установку, поэтому будет иметь минимальную погрешность соосности. Резьбу лучше нарезать на слесарной операции, так как резьба нарезается в глухом отверстии. В связи с тем, что будет применен комплект ручных метчиков, шероховатость резьбы станет меньше. При фрезеровании лысок деталь лучше установить в трехкулачковом патро-

не – этим обеспечится лучшее центрирование оси заготовки. Лишение 4-х степеней свободы по наружному диаметру на фрезерной операции позволит иметь минимальную погрешность параллельности плоскости лысок к оси (наружному цилиндру) детали (табл. 3.27).

Маршрутный техпроцесс изготовления стойки

005 Заготовительная

Отрезать заготовку в размеры по ВКРМЗ (на несколько деталей)

010 Токарная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и торец.

Подрезать торец, сняв припуск 0,5 мм.

Точить поверхность Ø18 -0,3 на длину 53,5 -0,3 мм.

Снять фаску 1х45°.

Сверлить отверстие Ø6,7 мм на глубину 18 max.

Зенковать фаску в отверстии 1х45°.

6.Отрезать деталь, выдерживая размер 50,5 -0,3 мм.

015 Токарная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и левый торец.

Подрезать торец в размер 50 -0,3 мм.

Снять фаску 1х45°.

3. Притупить острые кромки.

Продолжение табл. 3.27

020. Фрезерная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и торец.

Фрезеровать 2 лыски, выдерживая размеры 12 –0,2 мм и 14±0,2 мм.

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки.

2. Нарезать резьбу М8.

3. Зачистить вход резьбы.

1. Промыть детали по типовому техпроцессу.

1. Консервировать детали по типовому техпроцессу.

Рис. 3.23. Эскиз болта

3.12.3. Технологич еский процесс изготовления детали «Болт»

Для изготовления болта (рис. 3.23) может быть пред-ложено несколько вариантов маршрутов обработки.

Вариант № 1. В качестве за-готовки выбран холоднотяну-тый шестигранный пруток размера S. Основная обработ-ка по этому техпроцессу (рис. 3.24, а) может произво-диться как на токарном станке, так и на токарно-револьверном автомате. Заготовку необходимо зажимать в шестигранной цанге. Этим исключается смещение оси головки болта относительно его тела. Пруток подается до упора и подрезается торец в размер t. Затем заготовка обтачивается с получением всех операционных размеров. Оставлен припуск для подрезки торца головки (размер H2). Базирование предопределяет параллельность оси получаемого цилиндра оси заготовки (оси головки болта).

Рис. 3.24. Последовательность обработки болта (вариант №1)

На следующей операции (рис. 3.24, б) производится подрезка торца в размер H.

По предложенному тех-процессу обрабатываются крепежные болты широкого применения, у которых нет жестких требований к необрабатываемому шестиграннику головки болта (радиус скругления граней, шероховатость поверхности, незначительные повреждения поверх-ности). Если требования к головке болта повышенные, то применяется другой техпроцесс.

Рис. 3.25. Техпроцесс изготовления болта (вариант № 2)

Вариант № 2. По этому техпроцессу (рис. 3.25) в качестве заготовки выбран пруток цилиндрического сечения. Если пруток холоднотянутый, то можно применить для изготовления детали и токарно-револьверный автомат, и токарный станок с ЧПУ с цанговыми зажимами (более точное центрирование заготовки). Если пруток горячекатаный (более дешевый, но менее точный, и поэтому в за-жимную цангу его не уста-новить), то обработку целесообразнее вести на токарном станке с ручным управлением. Закрепление заготовки будет производиться в трехкулачко-вом патроне.

На первой операции, то-карной, подрезается торец в размер t, затем, используя под-резанный торец в качестве базы, получают все опера-ционные размеры (рис. 3.25, а). На второй операции, то-карной, подрезается торец го-ловки и протачивается фаска (рис. 3.25, б). На третьей опе-рации, фрезерной, фрезеруется шестигранник в размер s (рис. 3.25 в). В связи с тем, что заготовка лишается по цилиндру 4-х степеней свободы, смещение оси головки относительно оси цилиндра будет минимальным. Данный технологический процесс применяется для изготовления болтов специального назначения (для приборостроения, авиации, космических аппаратов). Для последующего снятия заусенцев после фрезерования необходима слесарная операция.

3.12.4. Технологический процесс изготовления детали «Втулка»

Рис. 3.26. Втулка

Из анализа технологичности детали «Втулка» (рис. 3.26) следует: деталь простой цилиндрической формы и может быть обработана на универсальном оборудовании (токарном станке); поверхность с малой шероховатостью не имеет уступов, поэтому может быть обработана на внутришлифовальном станке; обработка пазов может быть выполнена на фрезерном станке; для фрезерования пазов под углом 90° необходимо применить поворотное приспособление с трехкулачковым патроном. При фрезеровании пазов заготовку лучше бы закрепить по наружному диаметру для большей жесткости. Но в чертеже стоит размер 12±0,1 от внутреннего диаметра. Для совмещения конструкторской базы с технологической (для минимизации погрешности установки) заготовку на фрезерной операции необходимо установить на оправку. Оправка будет установлена в трехкулачковом патроне поворотного приспособления.

Описание технологического процесса изготовления втулки представлено в таблице 3.28.

Технологический процесс изготовления детали «Втулка»

005 Заготовительная

А. Установить заготовку в призмы.

База: наружный диаметр и торец.

Отрезать заготовку, выдерживая размер 135,5 –1 мм

Рисунок 16

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и торец.

1. Подрезать торец в размер 133 –0,3 мм.

2. Сверлить отверстие Ø38 мм.

4. Снять фаску 3,5х45° мм (в чертеже 3х45°).

Рисунок 17

Б. Переустановить заготовку в трехкулачковом патроне.

База: наружный диаметр и торец.

Подрезать торец в размер 133 –0,3 мм.

6. Снять фаску 3,5х45° мм (в чертеже 3х45°).

Продолжение табл. 3.28

А. Установить заготовку на оправку.

База: внутренний диаметр и торец.

Точить наружный диаметр в размер Ø 86 –0,3 мм.

Снять заусенцы, притупить острые кромки.

020 Внутришлифовальная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон.

База: наружный диаметр и торец.

Шлифовать внутренний диаметр в размер Ø44 +0,1 мм.

025 Фрезерная

А. Установить заготовку в шпинделе поворотного приспособления на оправке.

База: внутренний диаметр и торец.

Фрезеровать 4 шлица в размеры по чертежу.

030 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки.

1. Промыть детали по типовому техпроцессу.

040 Консервация

1.Консервировать детали по типовому техпроцессу.

3.12.5. Технология изготовления конической втулки

Рис. 3.27. Втулка коническая

Рис. 3.26. Втулка коническая

Коническая втулка (рис. 3.27) является корпусом для изолятора. Внутренняя полость втулки заполняется стеклом, поэтому в качестве материала втулки выбран сплав 29НК, имеющий одинаковый со стеклом коэффициент линейного расширения. Однако этот материал обладает повышенной прочностью и пластичностью, что затрудняет в отдельных случаях обработку резанием. Втулка обрабатывалась на токарном станке повышенной точности.

Рис. 3.28. Заусенцы на втулке

В связи с увеличением программы выпуска обработку данной детали начали изготавливать на автомате фасонно-продольного точения. Обработка поверхностей производилась в следующей последовательности. После подрезки торца прутка сверлилось отверстие, которое потом рассверливалось коническим сверлом до необходимого размера. Затем производилась обточка наружного диаметра и отрезка готовой детали от прутка.

После рассверливания и отрезки, из-за высокой пластичности материала на втулке оставались трудноотделяемые заусенцы (рис. 3.28).

Рис. 3.29. Шлифовальные круги

Было предпринято несколько вариантов удаления этих заусенцев. Вначале рассматривался вариант удаления заусенцев обработкой резанием. Однако тонкостенную втулку было трудно зажимать, так как даже при малой силе зажима сила резания превосходила силу зажима и деталь не фиксировалась, при увеличении силы зажима деталь деформировалась. По второму варианту втулка удерживалась силой трения в приспособлении, а в качестве режущего инструмента применялись нестандартные шлифовальные круги (рис. 3.29), изготовленные методом напыления алмазного порошка на державку, имеющую специальную форму. Но и этот инструмент оказался неэффективным из-за высокой пластичности и прочности материала втулки. Инструмент или моментально засаливался, или сцепление алмазного порошка с державкой оказывалось недостаточно прочным.

Рис. 3.31. Форма краев втулки

Рис. 3.30. Электроалмазное шлифование

Другие способы удаления заусенцев резанием оказались также неэффективными. При анализе электроэрозионных способов обработки было выяснено, что их производительность была довольно низкой, поэтому стоимость изготовления втулок могла резко возрасти. Выход был найден в электроалмазном шлифовании, причем просто решался и вопрос закрепления втулок (рис. 3.30). Втулки устанавливались на магнитном столе станка для электроалмазного шлифования, засыпались магнитным порош-ком и притягивались к столу. Сверху порошка заливался электролит. Крупные заусенцы удалялись шлифовальным кругом, а более мелкие – эрозией в электрическом поле между шлифовальным кругом и электролитом. После полного удаления заусенцев с одной стороны, втулки переустанавливались меньшим диаметром вниз. Затем засыпался магнитный порошок, заливался электролит и втулки обрабатыва-лись с другой стороны. Одним из достоинств данного вида обработки явилось то, что края втулки после электроалмазного шлифования имеют скругленную форму, что трудно выпол-нимо при обработке резанием (рис. 3.31). Шеро-ховатость обработки стала значительно ниже, чем при обработке на автомате фасонно-продольного точения.

3.12.6. Технология изготовления детали «Рычаг» [38]

Деталь «Рычаг» (рис. 3.32) используется в транспортных машинах, изготавливается из стали 40Х. Заготовкой является штамповка, полученная на паровоздушном молоте в горячем состоянии. На механо-

обработку заготовка поступает в нормализованном состоянии.

Рис. 3.32. Рычаг

Обработке подлежат торцы большой и малой головок (поверхности 1, 2, 3, 5) и конические отверстия в этих головках (табл. 3.29).

Технологический процесс изготовления детали «Рычаг»

Технологический процесс – часть процесса производства, направленная на придание изделию требуемых размеров, форм, свойств, характеристик и т.д. Технологический процесс содержит в себе совокупность всей необходимой информации для придания продукции конечного вида. В нем содержатся операции и переходы, последовательность их выполнения, необходимые режимы и параметры обработки и т.д.

Виды техпроцессов

В зависимости от степени обобщенности выделяют единичный, типовой и групповой технологические процесс.

Типовые технологические процессы определяют операции для получения группы деталей, имеющих схожую конструкцию. Принцип работы по типовым технологическим процессам характерен, в основном для крупных производств.

Групповой технологический процесс – процесс изготовления группы деталей, имеющих разную конструкцию, но близкие технологические свойства.

Оформление техпроцесса

Технологический процесс оформляется на специальных бланках стандартизованной ГОСТом формы. Технологическая документация – документов, достаточных для выполнения технологических процессов или операций. Существуют документы общего назначения и документы специального назначения.

Титульный лист (ТЛ) – первый лист комплекта технологических документов. Оформляется в соответствиями с требованиями ГОСТ 3.1105-84.

Карта эскизов (КЭ) – графические изображения и таблицы для конкретизации выполняемой операции. Оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1105-84.

Технологическая инструкция (ТИ) – свод методов, правил и описаний действий для изготовления конечных изделий, предназначенный для сокращения объема технологической документации (ТД).

Маршрутная карта (МК) – описание маршрута движения изготавливаемого продукта внутри цеха.

Операционная карта (ОП) – описание переходов, применяемого инструмента и оснастки.

Ведомость оснастки (ВО), Ведомость материалов (ВМ), Ведомость оборудования (ВОБ), Карта наладки (КН) и т.д.

Для внедрения в производство, технологический процесс утверждается уполномоченным лицом, выполняется согласование оборудования, технологической оснастки, обрабатывающего инструмента и т.д.

Примеры оформления

Правила заполнения информационных блоков комплекта ТД регулируются ГОСТом 3.1103-82.

ГОСТ 3.1705-81 регламентирует термины и названия технологических операций, применяемые при создании технологического процесса.

Маршрутная карта

Пример оформления маршрутной карты

Автоматизация проектирования

Для автоматизации и ускорения проектирования технологических процессов существует целый ряд специализированного программного обеспечения – систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП). На данный момент существует немало различных программных продуктов для упрощения процессов проектирования ТП, таких как Вертикаль, СПРУТ ТП, Techcard и многие другие. У каждой системы можно выделить свои индивидуальные преимущества и недостатки.

Технологическая сущность систем автоматизированного проектирования технологических процессов – возможность решения самых разнообразных задач. В большинстве случаев такие программы представляют из себя набор инструментов, облегчающий проектирование техпроцесса. В некоторых САПР ТП реализована возможность подключения трехмерной модели детали. С помощью графического интерфейса можно указать поверхности 3D модели, которые следует обработать, программа проведет их анализ и предложит варианты процессов обработки. Выбор инструмента и необходимой оснастки можно вести из базы данных инструмента, если таковая имеется и актуальна на конкретном предприятии. Управление технологическим процессом можно осуществлять лишь в случае доступности информации о характеризующих данный технологический процесс параметрах.

Основные и вспомогательные техпроцессы

Совокупность производственных процессов можно разделить на основные – процессы изготовления изделий, механическая обработка, а так же их сборка, и вспомогательные – операции подготовки сырья, транспортирование, контроль и т.д.

Составные части технологического процесса

Механическая обработка изделий – процесс придания заготовке требуемых размеров и форм путем снятия слоев материала специальным режущим инструментом. Технологический процесс состоит операций, подразделяющихся на переходы, проходы, приемы и установки. От специализации и серийности производства, главным образом, зависит и степень разделения технологических процессов на операции.

Технологическая операция – какая-либо часть технологического процесса, выполняемая непрерывно одним или несколькими рабочими, и на одном рабочем месте.

Переход – процесс обработки одной конкретной поверхности с помощью одного и того же инструмента при одних и тех же параметрах резания (неизменных скорости, подаче и т.д.).

Установка – выполняемая за одно закрепление заготовки часть операции. Для обработки большинства деталей требуется несколько установок. В случае, если заготовку можно обработать за одну установку, эту часть процесса можно назвать операцией. Многократные переустановки заготовки могут привести к существенному снижению размерной точности, поэтому от невостребованных переустановок следует отказаться, используя специальные приспособления.

Прием – направленные на достижение определенных целей действия рабочего, т.е. пуск технологического оборудования, установка технологической оснастки, закрепление детали и т.д.

Первые достоверно известные технологические процессы были разработаны в древнем Шумере — на глиняной табличке клинописью был описан по операциям порядок приготовления пива. С тех пор способы описания технологий производства продуктов питания, инструментов, домашней утвари, оружия и украшений — всего, что изготавливало человечество, многократно усложнились и усовершенствовались. Современный технологический процесс может состоять из десятков, сотен и даже тысяч отдельных операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той или иной технологии- это непросто выбор тех или иных станков, инструмента и оснастки. Нужно также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и финансовых показателей.

Определение и характеристика

ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс — это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего производственного процесса, включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.

Схема технологического процесса

Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы. При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними.

Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:

• Маршрутная карта — описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
• Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
• Технологическая карта — документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка .

Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том.

Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:

• Цикл технологической операции — длительность (измеряется в секундах, часах, днях, месяцах) операции, повторяющейся с определенной периодичностью. Отсчитывается от момента начала операции до момента ее окончания. Длительность цикла не зависит от числа заготовок или деталей, обрабатываемых одномоментно.
• Такт выпуска изделия – промежуток времени, через который выпускается это изделие. Рассчитывается как отношение времени, за которое выпускается определенное количество изделий, к этому количеству. Так, если за 20 минут было выпущено 4 изделия, то такт выпуска будет равен 20/4=5 минут/штуку .
• Ритм выпуска – величина, обратная такту, определяется как число изделий, выпускаемых в единицу времени (секунду, час, месяц и т.п.).

В дискретном производстве такие характеристики технологических процессов не находят применения ввиду малой повторяемости изделий и больших сроков их выпуска.

Производственная программа — представляет собой список названий и учетных номеров выпускаемых изделий, причем для каждой позиции приводится объемы и сроки выпуска.

Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:

• Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
• Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
• Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
• Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
• Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Виды техпроцессов

Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам.

По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:

• единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
• типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
• групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.

Пример типового технологического процесса

По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:

• Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
• Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий — лидеров отрасли.

По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:

• Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
• Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.

Пример маршрутной карты

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.

Существуют и другие классификации видов технологических процессов.

Этапы ТП

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства различают такие этапы написания технологического процесса, как:

• Сбор, обработка и изучение исходных данных.
• Определение основных технологических решений.
• Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования целесообразности).
• Документирование техпроцесса.

Этапы технологического процесса

Трудно с первого раза найти технологические решения, обеспечивающие и плановые сроки, и необходимое качество, и плановую себестоимость изделия. Поэтому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный.

Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют основные этапы разработки технологического процесса до тех пор, пока не достигнут требуемых планом параметров.

Сущность технологического процесса

Процессом называют изменение состояния объекта под воздействием внутренних или внешних по отношению к объекту условий.

Внешними факторами будут механические, химические, температурные, радиационные воздействия, внутренними — способность материала, детали, изделия сопротивляться эти воздействиям и сохранять свою исходную форму и фазовое состояние.

В ходе разработки техпроцесса технолог подбирает те внешние факторы, под воздействием которых материал заготовки или сырья изменит свою форму, размеры или свойства таким образом, чтобы удовлетворять :

• техническим спецификациям на конечное изделие;
• плановым показателям по срокам и объемам выпуска изделий;
• финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

За долгое время были выработаны основные принципы построения технологических процессов.

Принцип укрупнения операций

В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.

Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.

Особенно важно это для крупногабаритных и сложных деталей, установка которых отнимает много времени.

Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Принцип расчленения операций

Операция разбивается на ряд простейших переходов, наладка режимов работы обрабатывающего оборудования выполняется единожды, для первой детали серии, далее оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах.

Такой подход эффективен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной конфигурации изделий.

Принцип дает существенный эффект снижения относительной трудоемкости за счет улучшенной организации рабочих мест, совершенствования у рабочих навыка однообразных движений по постановке-снятию заготовок, манипуляций с инструментом и оборудованием.

Абсолютное число установок при этом растет, но сокращается время на настройку режимов оборудования, за счет чего и достигается положительный результат.

Чтобы получить этот положительный эффект, технологу придется позаботиться о применении специализированной оснастки и приспособлений, позволяющих быстро и, главное, точно устанавливать и снимать заготовку. Размер серии также должен быть значительным.

На практике одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и того же материала можно изготовить разными, иногда сильно отличающимися друг от друга методами.

На этапе конструкторско-технологической подготовки производства конструкторы и технологи совместно прорабатывают несколько вариантов описания технологического процесса, изготовления и последовательности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по ключевым показателям, насколько полно они удовлетворяют:

• техническим условиям на конечный продукт ;
• требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
• финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

На следующем этапе проводится сравнение этих вариантов, из них выбирается оптимальный. Большое влияние на выбор варианта оказывает тип производства.

В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В этом случае выбирается вариант с минимальными издержками на разработку и создание специальной оснастки, инструмента и приспособлений, с максимальным задействованием универсальных станков и настраиваемой оснастки. Однако исключительные требования к точности соблюдения размеров или к условиям эксплуатации, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут вынудить применять и специально изготовленную оснастку, и уникальные инструменты.

При серийном же выпуске процесс производства разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Технологический процесс оптимизируют с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и приспособлениями, позволяющими сократить непроизводительные потери времени хотя бы на несколько секунд. В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный экономический эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком закрепляют определенные группы операций.

При массовом производстве размеры серий весьма высоки, а выпускаемые детали достаточно долгий срок не подвергаются конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит еще дальше. В этом случае технологически и экономически оправдано закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а также изготовление спецоснастки и применение отдельного режущего инструмента и средств измерений и контроля.

Оборудование в этом случае физически перемещают в цеху, располагая его в порядке следования операций в технологическом процессе

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях — в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.

Программа управления технологическим процессом

Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Для того чтобы из идей и расчетов технологический процесс превратился в реальность, необходимы физические средства его выполнения.

Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.

В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.

Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки.

Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия.

Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях.

Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог. Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Главная > Документ

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

3.12.2. Технологический процесс изготовления детали «Стойка»

Рис. 3.22. Стойка

Выполним анализ технологичности детали «Стойка» (рис. 3.22). Деталь имеет цилиндрическую форму, поэтому первые операции будут токарные. Все размеры име-ют невысокую точ-ность, поэтому обору-дование может быть класса точности «Н» (нормальной точно-сти). Отверстие под резьбу будет выпол-няться на токарном станке, так как распо-ложено по центру. По-верхность Ø18 –0,3 и от-верстие под резьбу будет обработано за одну установку, поэтому будет иметь минимальную погрешность соосности. Резьбу лучше нарезать на слесарной операции, так как резьба нарезается в глухом отверстии. В связи с тем, что будет применен комплект ручных метчиков, шероховатость резьбы станет меньше. При фрезеровании лысок деталь лучше установить в трехкулачковом патро-

не – этим обеспечится лучшее центрирование оси заготовки. Лишение 4-х степеней свободы по наружному диаметру на фрезерной операции позволит иметь минимальную погрешность параллельности плоскости лысок к оси (наружному цилиндру) детали (табл. 3.27).

Маршрутный техпроцесс изготовления стойки

005 Заготовительная

Отрезать заготовку в размеры по ВКРМЗ (на несколько деталей)

010 Токарная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и торец.

Подрезать торец, сняв припуск 0,5 мм.

Точить поверхность Ø18 -0,3 на длину 53,5 -0,3 мм.

Снять фаску 1х45°.

Сверлить отверстие Ø6,7 мм на глубину 18 max.

Зенковать фаску в отверстии 1х45°.

6.Отрезать деталь, выдерживая размер 50,5 -0,3 мм.

015 Токарная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и левый торец.

Подрезать торец в размер 50 -0,3 мм.

Снять фаску 1х45°.

3. Притупить острые кромки.

Продолжение табл. 3.27

020. Фрезерная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и торец.

Фрезеровать 2 лыски, выдерживая размеры 12 –0,2 мм и 14±0,2 мм.

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки.

2. Нарезать резьбу М8.

3. Зачистить вход резьбы.

1. Промыть детали по типовому техпроцессу.

1. Консервировать детали по типовому техпроцессу.

Рис. 3.23. Эскиз болта

3.12.3. Технологич еский процесс изготовления детали «Болт»

Для изготовления болта (рис. 3.23) может быть пред-ложено несколько вариантов маршрутов обработки.

Вариант № 1. В качестве за-готовки выбран холоднотяну-тый шестигранный пруток размера S. Основная обработ-ка по этому техпроцессу (рис. 3.24, а) может произво-диться как на токарном станке, так и на токарно-револьверном автомате. Заготовку необходимо зажимать в шестигранной цанге. Этим исключается смещение оси головки болта относительно его тела. Пруток подается до упора и подрезается торец в размер t. Затем заготовка обтачивается с получением всех операционных размеров. Оставлен припуск для подрезки торца головки (размер H2). Базирование предопределяет параллельность оси получаемого цилиндра оси заготовки (оси головки болта).

Рис. 3.24. Последовательность обработки болта (вариант №1)

На следующей операции (рис. 3.24, б) производится подрезка торца в размер H.

По предложенному тех-процессу обрабатываются крепежные болты широкого применения, у которых нет жестких требований к необрабатываемому шестиграннику головки болта (радиус скругления граней, шероховатость поверхности, незначительные повреждения поверх-ности). Если требования к головке болта повышенные, то применяется другой техпроцесс.

Рис. 3.25. Техпроцесс изготовления болта (вариант № 2)

Вариант № 2. По этому техпроцессу (рис. 3.25) в качестве заготовки выбран пруток цилиндрического сечения. Если пруток холоднотянутый, то можно применить для изготовления детали и токарно-револьверный автомат, и токарный станок с ЧПУ с цанговыми зажимами (более точное центрирование заготовки). Если пруток горячекатаный (более дешевый, но менее точный, и поэтому в за-жимную цангу его не уста-новить), то обработку целесообразнее вести на токарном станке с ручным управлением. Закрепление заготовки будет производиться в трехкулачко-вом патроне.

На первой операции, то-карной, подрезается торец в размер t, затем, используя под-резанный торец в качестве базы, получают все опера-ционные размеры (рис. 3.25, а). На второй операции, то-карной, подрезается торец го-ловки и протачивается фаска (рис. 3.25, б). На третьей опе-рации, фрезерной, фрезеруется шестигранник в размер s (рис. 3.25 в). В связи с тем, что заготовка лишается по цилиндру 4-х степеней свободы, смещение оси головки относительно оси цилиндра будет минимальным. Данный технологический процесс применяется для изготовления болтов специального назначения (для приборостроения, авиации, космических аппаратов). Для последующего снятия заусенцев после фрезерования необходима слесарная операция.

3.12.4. Технологический процесс изготовления детали «Втулка»

Рис. 3.26. Втулка

Из анализа технологичности детали «Втулка» (рис. 3.26) следует: деталь простой цилиндрической формы и может быть обработана на универсальном оборудовании (токарном станке); поверхность с малой шероховатостью не имеет уступов, поэтому может быть обработана на внутришлифовальном станке; обработка пазов может быть выполнена на фрезерном станке; для фрезерования пазов под углом 90° необходимо применить поворотное приспособление с трехкулачковым патроном. При фрезеровании пазов заготовку лучше бы закрепить по наружному диаметру для большей жесткости. Но в чертеже стоит размер 12±0,1 от внутреннего диаметра. Для совмещения конструкторской базы с технологической (для минимизации погрешности установки) заготовку на фрезерной операции необходимо установить на оправку. Оправка будет установлена в трехкулачковом патроне поворотного приспособления.

Описание технологического процесса изготовления втулки представлено в таблице 3.28.

Технологический процесс изготовления детали «Втулка»

005 Заготовительная

А. Установить заготовку в призмы.

База: наружный диаметр и торец.

Отрезать заготовку, выдерживая размер 135,5 –1 мм

Рисунок 16

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон. База: наружный диаметр и торец.

1. Подрезать торец в размер 133 –0,3 мм.

2. Сверлить отверстие Ø38 мм.

4. Снять фаску 3,5х45° мм (в чертеже 3х45°).

Рисунок 17

Б. Переустановить заготовку в трехкулачковом патроне.

База: наружный диаметр и торец.

Подрезать торец в размер 133 –0,3 мм.

6. Снять фаску 3,5х45° мм (в чертеже 3х45°).

Продолжение табл. 3.28

А. Установить заготовку на оправку.

База: внутренний диаметр и торец.

Точить наружный диаметр в размер Ø 86 –0,3 мм.

Снять заусенцы, притупить острые кромки.

020 Внутришлифовальная

А. Установить заготовку в трехкулачковый патрон.

База: наружный диаметр и торец.

Шлифовать внутренний диаметр в размер Ø44 +0,1 мм.

025 Фрезерная

А. Установить заготовку в шпинделе поворотного приспособления на оправке.

База: внутренний диаметр и торец.

Фрезеровать 4 шлица в размеры по чертежу.

030 Слесарная

1. Снять заусенцы, притупить острые кромки.

1. Промыть детали по типовому техпроцессу.

040 Консервация

1.Консервировать детали по типовому техпроцессу.

3.12.5. Технология изготовления конической втулки

Рис. 3.27. Втулка коническая

Рис. 3.26. Втулка коническая

Коническая втулка (рис. 3.27) является корпусом для изолятора. Внутренняя полость втулки заполняется стеклом, поэтому в качестве материала втулки выбран сплав 29НК, имеющий одинаковый со стеклом коэффициент линейного расширения. Однако этот материал обладает повышенной прочностью и пластичностью, что затрудняет в отдельных случаях обработку резанием. Втулка обрабатывалась на токарном станке повышенной точности.

Рис. 3.28. Заусенцы на втулке

В связи с увеличением программы выпуска обработку данной детали начали изготавливать на автомате фасонно-продольного точения. Обработка поверхностей производилась в следующей последовательности. После подрезки торца прутка сверлилось отверстие, которое потом рассверливалось коническим сверлом до необходимого размера. Затем производилась обточка наружного диаметра и отрезка готовой детали от прутка.

После рассверливания и отрезки, из-за высокой пластичности материала на втулке оставались трудноотделяемые заусенцы (рис. 3.28).

Рис. 3.29. Шлифовальные круги

Было предпринято несколько вариантов удаления этих заусенцев. Вначале рассматривался вариант удаления заусенцев обработкой резанием. Однако тонкостенную втулку было трудно зажимать, так как даже при малой силе зажима сила резания превосходила силу зажима и деталь не фиксировалась, при увеличении силы зажима деталь деформировалась. По второму варианту втулка удерживалась силой трения в приспособлении, а в качестве режущего инструмента применялись нестандартные шлифовальные круги (рис. 3.29), изготовленные методом напыления алмазного порошка на державку, имеющую специальную форму. Но и этот инструмент оказался неэффективным из-за высокой пластичности и прочности материала втулки. Инструмент или моментально засаливался, или сцепление алмазного порошка с державкой оказывалось недостаточно прочным.

Рис. 3.31. Форма краев втулки

Рис. 3.30. Электроалмазное шлифование

Другие способы удаления заусенцев резанием оказались также неэффективными. При анализе электроэрозионных способов обработки было выяснено, что их производительность была довольно низкой, поэтому стоимость изготовления втулок могла резко возрасти. Выход был найден в электроалмазном шлифовании, причем просто решался и вопрос закрепления втулок (рис. 3.30). Втулки устанавливались на магнитном столе станка для электроалмазного шлифования, засыпались магнитным порош-ком и притягивались к столу. Сверху порошка заливался электролит. Крупные заусенцы удалялись шлифовальным кругом, а более мелкие – эрозией в электрическом поле между шлифовальным кругом и электролитом. После полного удаления заусенцев с одной стороны, втулки переустанавливались меньшим диаметром вниз. Затем засыпался магнитный порошок, заливался электролит и втулки обрабатыва-лись с другой стороны. Одним из достоинств данного вида обработки явилось то, что края втулки после электроалмазного шлифования имеют скругленную форму, что трудно выпол-нимо при обработке резанием (рис. 3.31). Шеро-ховатость обработки стала значительно ниже, чем при обработке на автомате фасонно-продольного точения.

3.12.6. Технология изготовления детали «Рычаг» [38]

Деталь «Рычаг» (рис. 3.32) используется в транспортных машинах, изготавливается из стали 40Х. Заготовкой является штамповка, полученная на паровоздушном молоте в горячем состоянии. На механо-

обработку заготовка поступает в нормализованном состоянии.

Рис. 3.32. Рычаг

Обработке подлежат торцы большой и малой головок (поверхности 1, 2, 3, 5) и конические отверстия в этих головках (табл. 3.29).

Технологический процесс изготовления детали «Рычаг»

По программе раздела: “Обработка материалов резанием, должен быть разработан процесс:

• по виду – единичный, т.е. технологический процесс, относящийся к изделиям одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства;

• по степени детализации содержания – маршрутно-операционный.

Разработка технологического процесса изготовления детали включает в себя:

Анализ рабочего чертежа детали, условий производства.

Определение программы выпуска, установление типа производства.

Выбор вида заготовки. Назначение припусков.

Установление плана и методов механической обработки.

Разработку операций (выбор станочного оборудования, приспособлений, режущего и измерительного инструмента, назначение режима резания для каждого перехода, определение нормы времени).

Оформление документации технологического процесса.

Анализ рабочего чертежа детали. Условий производства

Основными исходными материалами для разработки технологического процесса изготовления детали являются рабочий чертеж самой детали, производственная программа ее выпуска и сведения о наличном оборудовании в мастерской предприятия или цехах ремонтного завода.

Рабочий чертеж детали должен содержать полные данные о материале и термообработке, шероховатости поверхностей и все необходимые размеры.

При анализе рабочего чертежа детали, прежде всего, нужно установить наиболее точные поверхности и размеры, обеспечение заданной точности которых представляет наибольшую сложность и важность. Решающее влияние на перечень и последовательность операций может оказать твердость детали, указанная на чертеже. При сравнительно невысокой твердости (НВ ≤ 350) требуемую по чертежу точность и шероховатость в большинстве случаев можно обеспечить обработкой резцом, фрезой, протяжкой и разверткой, т.е. лезвийными инструментами. При большей твердости рабочих поверхностей (НВ ≥ 350, HRC ≥ 35) токарные, фрезерные или другие операции проводятся до окончательной термообработки (закалки с отпуском), после чего требуются отделочные операции: шлифование, полирование, доводка, и др.

2. Программа выпуска, установление типа производства

Рациональный технологический процесс изготовления детали невозможно разработать без предварительного уяснения программы выпуска, которая определяет тип проектируемого производства (индивидуальное, серийное).

Программа выпуска (перечень и количество деталей на планируемый период времени) определяется по объёму выпуска, который приводится в задании или задаётся преподавателем.

3. Выбор вида заготовки. Назначение припусков

Важным вопросом при проектировании процесса изготовления детали является выбор наиболее рациональной заготовки. От данного выбора, т.е. установления метода получения заготовки, ее формы, величины припусков, напусков и др. зависят объем последующей механической обработки и стоимость изготовления детали в целом.

При разработке чертежа заготовки важно правильно назначить общий припуск на обработку, который представляет собой сумму всех операционных припусков. Припуск, с одной стороны, должен быть достаточным, чтобы обеспечить получение детали с заданными размерами и качеством поверхности, а с другой – должен быть минимальным в целях экономии материала и уменьшения объема механической обработки.

Величина припуска зависит от толщины дефектного слоя заготовки (окалины, обезуглероженного слоя у поковок и штамповок, “корки” у отливок), от погрешностей формы и размеров заготовки, от способа установки детали при обработке и размеров обрабатываемых поверхностей.

Подробные рекомендации по выбору заготовок и назначению общих и операционных пропусков изложены в специальной литературе [4,13].

При изготовлении деталей из круглого проката, диаметр которого превышает диаметр отверстия шпинделя станка, заготовки для деталей предварительно отрезаются на отрезных станках: дисковых, ножовочных, гильотинных и др. При этом, назначая длину заготовки, следует стремиться исключить отходы (обычно это части заготовки, служащие для закрепления в патроне), что достигается обработкой с разных установок, на центрах, применением специальных оправок и др. В этом случае длина заготовки ненамного превышает длину детали, причем нередко – лишь на величину припусков на подрезание торцов: по 1 . 3 мм на сторону.

При диаметре прутка, меньшем диаметра отверстия шпинделя, детали изготавливаются непосредственно из прутка (заготовительной операции, как и заготовки, как таковой, нет), наибольшая длина которого определяется длиной шпинделя, патрона и допускаемыми величинами выступающих концов прутка.

Рассмотрим определение общего припуска на ступенчатые валы диаметром 35 … 55 мм по упрощенной методике. Для получения достаточно точных валов (6 … 7 квалитет) с высоким классом шероховатости (Ra 0,63 … 1,25) необходимо кроме чернового и чистового точения и шлифование. По справочным данным припуск на шлифование составляет 0,3 … 0,6 мм на диаметр, на чистовое точение – 0,5 … 2 мм и на черновое точение 2 и более миллиметров в зависимости от диаметром вала. Определим минимальный припуск δ_мин = 0,3 + 0,5 + 2 = 2,8 мм и округляем до 3 мм, максимальный – δ_макс = 0,6 + 2 + 2 = 4,6 мм и округляем до 5 мм для выбора диаметра заготовки из круглого проката. Для валов большего диаметра черновой припуск необходимо увеличивать пропорционально размеру вала.

Пример записи прокатного профиля в рабочих чертежах, технической документации:

Читается: сталь горячекатаная круглая марки Ст.З диаметром 50 мм обычной точности – В.

Выбранную заготовку в виде отливки, поковки или штамповки необходимо вычертить на карте эскизов (см. ниже) или на листе пояснительной записки в соответствии с требованиями ЕСКД с указанием припусков и допусков, установленных по справочной литературе.

Технологический процесс

Технологический процесс – часть процесса производства, направленная на придание изделию требуемых размеров, форм, свойств, характеристик и т.д. Технологический процесс содержит в себе совокупность всей необходимой информации для придания продукции конечного вида. В нем содержатся операции и переходы, последовательность их выполнения, необходимые режимы и параметры обработки и т.д.

Виды техпроцессов

В зависимости от степени обобщенности выделяют единичный, типовой и групповой технологические процесс.

Типовые технологические процессы определяют операции для получения группы деталей, имеющих схожую конструкцию. Принцип работы по типовым технологическим процессам характерен, в основном для крупных производств.

Групповой технологический процесс – процесс изготовления группы деталей, имеющих разную конструкцию, но близкие технологические свойства.

Оформление техпроцесса

Технологический процесс оформляется на специальных бланках стандартизованной ГОСТом формы. Технологическая документация – документов, достаточных для выполнения технологических процессов или операций. Существуют документы общего назначения и документы специального назначения.

Документы общего назначения:

Титульный лист (ТЛ) – первый лист комплекта технологических документов. Оформляется в соответствиями с требованиями ГОСТ 3.1105-84.

Карта эскизов (КЭ) – графические изображения и таблицы для конкретизации выполняемой операции. Оформляется в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1105-84.

Технологическая инструкция (ТИ) – свод методов, правил и описаний действий для изготовления конечных изделий, предназначенный для сокращения объема технологической документации (ТД).

Документы специального назначения:

Маршрутная карта (МК) – описание маршрута движения изготавливаемого продукта внутри цеха.

Операционная карта (ОП) – описание переходов, применяемого инструмента и оснастки.

Ведомость оснастки (ВО), Ведомость материалов (ВМ), Ведомость оборудования (ВОБ), Карта наладки (КН) и т.д.

Для внедрения в производство, технологический процесс утверждается уполномоченным лицом, выполняется согласование оборудования, технологической оснастки, обрабатывающего инструмента и т.д.

Примеры оформления

Правила заполнения информационных блоков комплекта ТД регулируются ГОСТом 3.1103-82.

ГОСТ 3.1705-81 регламентирует термины и названия технологических операций, применяемые при создании технологического процесса.

Маршрутная карта

Пример оформления маршрутной карты

Автоматизация проектирования

Для автоматизации и ускорения проектирования технологических процессов существует целый ряд специализированного программного обеспечения – систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП). На данный момент существует немало различных программных продуктов для упрощения процессов проектирования ТП, таких как Вертикаль, СПРУТ ТП, Techcard и многие другие. У каждой системы можно выделить свои индивидуальные преимущества и недостатки.

Технологическая сущность систем автоматизированного проектирования технологических процессов – возможность решения самых разнообразных задач. В большинстве случаев такие программы представляют из себя набор инструментов, облегчающий проектирование техпроцесса. В некоторых САПР ТП реализована возможность подключения трехмерной модели детали. С помощью графического интерфейса можно указать поверхности 3D модели, которые следует обработать, программа проведет их анализ и предложит варианты процессов обработки. Выбор инструмента и необходимой оснастки можно вести из базы данных инструмента, если таковая имеется и актуальна на конкретном предприятии. Управление технологическим процессом можно осуществлять лишь в случае доступности информации о характеризующих данный технологический процесс параметрах.

Основные и вспомогательные техпроцессы

Совокупность производственных процессов можно разделить на основные – процессы изготовления изделий, механическая обработка, а так же их сборка, и вспомогательные – операции подготовки сырья, транспортирование, контроль и т.д.

Составные части технологического процесса

Механическая обработка изделий – процесс придания заготовке требуемых размеров и форм путем снятия слоев материала специальным режущим инструментом. Технологический процесс состоит операций, подразделяющихся на переходы, проходы, приемы и установки. От специализации и серийности производства, главным образом, зависит и степень разделения технологических процессов на операции.

Технологическая операция – какая-либо часть технологического процесса, выполняемая непрерывно одним или несколькими рабочими, и на одном рабочем месте.

Переход – процесс обработки одной конкретной поверхности с помощью одного и того же инструмента при одних и тех же параметрах резания (неизменных скорости, подаче и т.д.).

Установка – выполняемая за одно закрепление заготовки часть операции. Для обработки большинства деталей требуется несколько установок. В случае, если заготовку можно обработать за одну установку, эту часть процесса можно назвать операцией. Многократные переустановки заготовки могут привести к существенному снижению размерной точности, поэтому от невостребованных переустановок следует отказаться, используя специальные приспособления.

Прием – направленные на достижение определенных целей действия рабочего, т.е. пуск технологического оборудования, установка технологической оснастки, закрепление детали и т.д.

Похожие материалы