Как составить технологический процесс производства

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.

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.

Эффективное производство основывается на точной последовательности действий. Технологический процесс это разработанный и согласованный порядок выполнения поставленной задачи по изготовлению конечного продукта. В зависимости от производимых предметов, процесс может включать в себя различное количество отдельных рабочих алгоритмов, объединенных общим результатом.

Определение и характеристика

Понятие техпроцесса раскрывается на производстве. Взаимосвязанные действия, начинающиеся с логистики материала, переходящие к обработке и завершающиеся доводкой, упаковкой или монтажом готового изделия. Подробное описание технологического процесса включает себя блоки – технологические операции. Для каждой операции характерны признаки общего процесса, а ее выполнение реализуется одним специалистом при помощи конкретного оборудования. В общую схему все объединено технологическими переходами – завершенными операциями.

Для предприятия техпроцесс становится основой: на базе него формируется характеристика каждой рабочей единицы оборудования, вырабатываются особенности циклов взаимодействий рабочих цехов.

Если разобрать по пунктам, что же такое техпроцесс, можно выделить следующие этапы:

• экономическая обоснованность и оценка эффективности производства;
• производственные расчеты необходимых объемов материалов и станков;
• приобретение и доставка материала;
• процесс обработки сырья на оборудовании;
• упаковка или установка, реализация готового продукта.

Качественно отлаженная схема техпроцесса упрощает работу любого производства.

Основные и вспомогательные техпроцессы

Разработка любого техпроцесса предполагает его классификацию. Выделяются следующие виды:

• основные;
• вспомогательные;
• обслуживающие.

Основные техпроцессы дополнительно делятся на заготовительные, стадии обработки, сборки, отделки, информационного сопровождения. Это непосредственная разработка, создание товара или услуги, отвечающее целям организации. Само производство лишь составляющая общего механизма технологического процесса.

Вспомогательные процессы направлены на поддержание условий функционирования основных. В том числе сюда включается контроль за состоянием оборудования, цехов, поставка инструментов и средств индивидуальной защиты для специалистов. Каждая операция вспомогательного этапа важна и является обязательной к выполнению.

К обслуживающим процессам относятся логистические процедуры сырья, готовой продукции. В них задействуются складские и транспортные узлы. Вспомогательные и обслуживающие процессы могут быть переданы подрядным организациями – такой подход зачастую экономически более эффективный.

Составные части технологического процесса

Основные элементы технологического процесса на примере металлообработки это:

• Механическая обработка – действия с заготовкой для изменения ее форм и размеров. Происходит снятие материала специальным режущим инструментом на промышленном оборудовании.
• Технологическая операция – сегмент техпроцесса, исполняемый без перерыва одним исполнителем с привязкой к конкретному рабочему месту.
• Переход – обработка поверхности при помощи единственного инструмента с сохранением режима (неизменная скорость вращения, подача).
• Установка – часть операции, которая производится за одно закрепление заготовки. Несколько установок можно определить в операцию.
• Прием – конкретные действия рабочего персонала, направленные на достижение результата. К ним относятся запуск машин и оборудования, установка режущей гарнитуры, закрепление заготовок.

Схема для технологического процесса является дополнительным сопроводительным документом, наглядно поясняющим план работы.

Сущность технологического процесса

Процессом принято называть изменение объекта при наличии воздействия условий внутреннего или внешнего характера.

Ко внешним воздействиям относятся механическая обработка, взаимодействие с химическими реагентами, температурные и радиационные воздействия. Факторы внутреннего характера – сопротивляемость материала детали или изделия на внешние воздействия, с сохранением формы и состояния на момент обработки. Сущность правильного технологического процесса – правильный подбор материала и принципа воздействия на него.

В процессе производства, на стадии подготовки документации и разработки, технолог занимается выбором факторов воздействия на материал или сырье. Итоговый результат должен соответствовать:

• спецификациям на итоговый продукт;
• плановым нормам по выпуску и сроку производства изделий;
• экономической эффективности, установленной в модели работы предприятия.

Все производственные факторы должны оптимально сочетаться, чтобы изделия технологически быстро изготавливались и оптимально окупались в коротком промежутке времени.

Технологический процесс и его этапы

Производственным циклам предшествуют стадии конструкторских и технологический решений. Этапы технологического процесса делятся на:

• подготовка и анализ входных данных по будущему продукту, материалу, производственной базе;
• выбор оптимальных технологических решений;
• обоснования технической возможности и экономической выгодности процесса для предприятия;
• оформление техпроцесса в формате технической документации.

Построение правильной последовательности для технологических операций занимает много времени. Итоговый результат включает плановые сроки, уровень качества, себестоимость конечного продукта. Большое число изделий производятся по ГОСТ, что требует дополнительного анализа со стороны технологов.

Если экономический расчет не сойдется с показателями, которые устанавливаются в плане предприятия, основные этапы техпроцесса повторяются. Нормальным считается близкое совпадение цифр расчетов и плана.

Виды техпроцессов

Виды технологических процессов обработки материалов классифицируют по разным параметрам. В плане повторяемости при изготовлении конечного продукта процессы делятся на:

• Единичный технологический процесс. Создается для изготовления уникального изделия, либо детали. Конечный результат имеет индивидуальную конструктивную и технологическую характеристику.
• Типовой технологический процесс. Рассчитан на определенный объем изделий одного типа. Изделия схожи в конструкции и технологических параметрах. Единичный техпроцесс в некоторых производствах состоит из комплекта типовых. Большее число типовых техпроцессов на производстве позволяет сокращать затраты на запуск изготовления изделий. Это позволяет улучшать экономические показатели предприятия.
• Групповой техпроцесс. В этом случае детали отличаются конструктивно, но имеют схожесть технологического плана.

Техпроцессы по характеристикам новаторства и инновационности разделяются на:

• Типичные. В производстве применяются классические, проверенные конструкции, методы обработки, инструментальный парк, оснастка.
• Перспективные. В работе применяются новейшие технологии и подходы, современные станки и инструмент. Данный вид характерен для организации, лидирующих в своих отраслях – они активно развивают материально-техническую базу предприятий.

По степени детализации техпроцессы бывают:

• Маршрутные. Техпроцесс разрабатывается в формате маршрутной карты. Она включает информацию верхнего уровня – список операций, их очередность, тип используемых станков и оборудования, оснастка и время, отведенное на выполнение.
• Операционный технологический процесс. Наиболее подробный техпроцесс, описывающий последовательность обработки детализировано. Указывается все, включая уровень переходов, параметров режимов. Оформляется в стандарте операционной карты.

Операционный техпроцесс разрабатывался в США. Нехватка кадров с нужной квалификацией из-за второй мировой войны привела к разработке точной последовательности работ. Это позволило привлекать на производство менее квалифицированную рабочую силу, без опыта. В военное время это позволило выполнять плановые производственные нормы в срок. В мирное время такой подход приносит дополнительные затраты. Работа технологов зачастую проходит зря – опыт рабочих в цехах, накопленный годами, позволяет исключать подробные операционные карты и все чаще пользоваться маршрутными картами.

Принцип укрупнения операций

Для этого принципа характерно включение в одну операцию большего числа переходов. На практике это улучшает точность взаимной ориентированности осей и обрабатываемых поверхностей заготовки, детали. Эффективность достигается за счет исполнения всех переходов операции за единичную установку на станок или обрабатывающий много осевой центр по типу ЧПУ.

Принцип существенно уменьшает логистические операции внутри цеха. Снижается время, затрачивающееся на установку, отладку производственных единиц.

В примеры можно привести особо крупные и технически сложные детали, перемещение и установка которых вызывает особую сложность и забирает много времени.

Подход применим на станках револьверного типа, токарных с большим числом резцов, станках с числовым программным управлением.

Принцип расчленения операций

Операция делится на последовательность простейших переходов. Оборудование проходит наладку режима работы один раз на первую деталь из серии. Оставшиеся детали из партии обрабатываются на первоначально настроенном режиме.

Принцип показывает эффективность на крупных сериях изделий с относительно простой конфигурацией.

К плюсам относится снижении трудоемкости через оптимизацию организации рабочих мест. Персонал совершенствует навыки повторяющихся движение по установке и снятию заготовок, отладке оборудования и замене оснастки.

Растущее число установок снижает время на настройку режимов – именно это несет положительный эффект принципа.

На стадии проектирования для повышения эффективности технолог тщательно обдумывает применение специализированной оснастки и устройств для быстрой работы с заготовкой.

Технологический процесс изготовления деталей из дерева и металла существенно отличается. Работа с древесиной включает в себя следующие этапы и особенности:

• Проверка влажности. В случае отклонения параметров от нормальных, материал направляется в сушильную камеру и доводится до рабочих показателей.
• Методы и оснастка для распиловки определяются исходя из сорта древесины.
• Метод распила зависит от диаметра бревна.
• При наличии сучков в пиломатериале потребуется дополнительное оборудование для их высверливания и вклеивания обычной деревянной пробки.
• В линейке оборудования должны присутствовать шлифовальные, строгальные станки.
• Хранение готовых изделий возможно в складах с нормальной влажностью для исключения порчи готового продукта.

Современные и традиционные методы обработки металлов включают направления:

• Электрической обработки. Пример – перфорирование металлических листов.
• Механическая обработка – крупная группа методов. Токарные, фрезерные работы и подобные взаимодействия механического резца с металлом.
• Химическая обработка. Процесс взаимодействия с реагентами – кислотами, щелочами, иными компонентами.
• Обработка давлением. Оборудование действует по типу штамповки под высоким давление с разогреванием заготовки.
• Термическая обработка. Закаливание (упрочнение), отпуск (смягчение) – температурная обработка, меняющая характеристики металлических деталей.

Направление подбирается технологом исходя из особенностей производства.

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс реализуется с занесением в базы данных программ. Это софт, управляющий процессом жизненного цикла изделия. Автоматизированные системы позволяют быстрее вносить правки в техпроцесс для улучшения технико-экономических показателей.

Современные системы позволяют оперативно соотносить тип оборудования, материалов и оснастки на совместимость и актуальность. Производительность труда технолога и скорость выполнения работы возрастает кратно.

Технологическое оборудование предназначается для установки, ориентации и направления в рабочую зону заготовок, сырьевых элементов, отдельных деталей и сборных узлов.

Исходя из отрасли, к такому оборудованию относятся ЧПУ центры, реакторы, термические установки, кузнечные прессы, сборные комплексы оборудования.

Оборудование характеризуют длительные сроки эксплуатации. При смене оснастки возможно изменение функций.

Технологическая оснастка представляет собой список инструмента, пресс и литейных форм, просечек и штампов. Устройства для установок деталей и упрощения доступа рабочим в зону действия тоже относятся к оснастке. Оснастка является опцией, дополняющей оборудование, но имеет меньший срок службы. Технологи при работе над техпроцессом часто задействуют универсальную оснастку, применяемую на ряд типоразмеров изделия.

Инструмент реализует непосредственное воздействие на заготовку. Он доводит ее форму и размеры, а также иные характеристики до заданных техническими условиями показателей.

Технолог при подборе инструмента учитывает в первую очередь ресурс работы и универсальность. Чем большее количество раз он может задействовать в производстве продукции, тем выше экономический эффект производства. Современный инструмент позволяет оптимизировать операции обработки и сократить время выполнения техпроцесса.

Грамотный специалист-технолог при создании техпроцесса с учетом всех норм и средств автоматизации повышает конкурентную способность предприятия в сравнении с другими организациями.

P.S. В следующей статье разберем рейтинг воздушных компрессоров.