Деталь – это изделие (составная часть изделия), изготовленная из однородного материала без применения сборочных операций. Характерный признак детали – отсутствие в ней разъемных и неразъемных соединений. Деталь – это первичный сборочный элемент каждой машины
Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных действий, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия, соответствующие своему служебному назначению.
Производственный процесс в приборостроении охватывает подготовку средств производства и организацию обслуживания рабочих мест, получение и хранение материалов и полуфабрикатов, все стадии изготовления деталей приборов, сборку изделий, транспортировку материалов, заготовок, деталей, готовых изделий и их элементов, технический контроль и приемку и т.п
Технологическим процессом называется часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства (ГОСТ 3.1109-82).
При выполнении технологических процессов механической обработки происходит последовательное изменение состояния исходной заготовки (ее геометрических форм, размеров и качества поверхностей) до получения готовой детали. Кроме того, некоторые действия (установка и снятие со станка заготовки, пуск и останов станка, контроль формы, размеров и их точности, выверка положения формообразующих элементов рабочей части инструмента и т.п.) хотя и не изменяют состояния заготовки, однако настолько связаны с выполнением обработки, что не могут быть отделены от технологического процесса.
Технологический процесс разделяется на операции. Технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую непрерывно на одном рабочем месте. Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. На основе операции определяется трудоемкость изготовления изделий, и устанавливаются нормы времени и расценки, задается требующееся количество рабочих, оборудования, приспособлений и инструментов, определяется себестоимость обработки, производится календарное планирование производства и осуществляется контроль качества и сроков выполнения работ.
Технологические операции могут быть разделены на установы. Установом называется часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемого объекта. Например, одновременная центровка обоих торцов вала на двухстороннем центровальном станке является операцией, выполняемой за один установ. Последовательная центровка торцов того же вала на одностороннем центровальном станке является также одной операцией, но выполненной уже за два установа.
При переустановке заготовок имеют место погрешности базирования и закрепления, поэтому вновь обрабатываемые поверхности не будут иметь точной координации по отношению к ранее обработанным поверхностям. С целью получения наибольшей точности взаимного расположения поверхностей обработанной детали необходимо производить обработку за минимальное количество установов. Достигается это за счет применения приспособлений, находясь в которых заготовка может менять свое положение относительно рабочих органов станка, т.е. занимать различные позиции. Позицией называется фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовкой совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования, для выполнения определенной части операции.
На каждом установе может быть выполнен один или несколько технологических переходов. Технологическим переходом называется законченная часть технологической операции, выполненная над одной или несколькими поверхностями заготовки с помощью одного или нескольких одновременно работающих инструментов без изменения режимов работы станка (при автоматическом изменении режимов для станков с ЧПУ и автоматических линий). Технологические переходы, выполняемые над несколькими поверхностями заготовки или с помощью нескольких инструментов, могут быть разделены на элементарные переходы, которые представляют собой часть технологических переходов, выполняемую одним инструментом над одним участком поверхности обрабатываемой заготовки за один рабочий ход без изменения режима работы станка.
Рабочий ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. Вспомогательный ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, качества поверхности или свойств заготовки, но необходимого для подготовки рабочего хода.
Базированием называется придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат. При механической обработке эти системы координат обычно привязывают к элементам станка, определяющим траектории относительного движения инструмента (например, к столу фрезерного станка).
На обрабатываемой заготовке можно выделить конструктивные элементы, которые являются базами. Базы бывают конструкторские, измерительные и технологические. Конструкторская база – это поверхность, линия или точка детали, по отношению к которой определяются на чертеже расчетные положения других деталей или сборочных единиц изделия, а также других поверхностей и геометрических элементов данной детали.
Измерительной базой называется поверхность, линия или точка, от которой производится отсчет выполняемых размеров при обработке или измерении заготовок, а также при проверке взаимного расположения поверхностей деталей или элементов изделия (параллельности, перпендикулярности, соосности и др.).
Технологической базой называется поверхность, линия или точка заготовки, которая используется для определения положения заготовки или изделия в процессе ее механической обработки.
Исходные данные для проектирования
технологических процессов
В основу разработки технологических процессов положены два принципа – технический и экономический. В соответствии с техническим принципом проектируемый технологический процесс должен полностью обеспечить выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий 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 наименьшей затрате времени и минимальной себестоимости изделий.
Для разработки технологических процессов изготовления отдельных деталей необходимо иметь ряд исходных данных, к которым относятся:
1) рабочий чертеж детали, в котором указывается материал, конструктивные формы и размеры детали с указанными допусками на размеры, а также шероховатость поверхности после механической обработки; на чертежах приводятся технические условия на изготовление детали, включающие требования к детали, не отражаемые на изображенных проекциях (регламентируемые физико-механические свойства материала – твердость и структура – способ упрочнения поверхности, декоративное или защитное покрытие и т.п.); в отдельных случаях целесообразно рассмотрение сборочного чертежа изделия или узла, в который входит данная деталь, что дает четкое представление об эксплуатационных условиях работы ее в изделии, а также обоснование назначенной точности изготовления и качеству обработанных поверхностей; рабочие чертежи должны быть выполнены в соответствии с требованиями ЕСКД;
2) годовая программа выпуска деталей, необходимая для определения типа производства, характеризуемого коэффициентом серийности; тип производства, в свою очередь, определяет выбор оборудования и используемых в технологических операциях приспособлений;
3) справочные данные по выбору сортового материала (прутков, листов, лент и т.п.), а также по возможностям использования других методов получения заготовок (штамповки, литья и т.п.);
4) технические характеристики применяемых металлорежущих станков и другого оборудования;
5) ГОСТы и нормали на технологическую оснастку – приспособления, штампы, режущий и вспомогательный инструмент;
6) нормативы по режимам резания и нормам времени, по расходу режущего инструмента;
7) руководящие технические материалы по оформлению технологической документации.
Под проектированием технологического процесса изготовления детали понимают разработку технической документации для изготовления заданной детали в конкретных условиях производства при установленной программе выпуска с соблюдением технического и экономического принципов. Проектирование технологического процесса изготовления деталей рекомендуется выполнять в следующей последовательности.
1. Тщательное ознакомление с чертежом детали, техническими требованиями, программой выпуска.
Это позволит произвести анализ технологичности заданной детали и, в случае необходимости, внести в чертеж необходимые коррективы, а также ориентировочно определить тип производства и требования, предъявляемые к технологическому процессу изготовления детали.
2. Выбор метода получения исходной заготовки исходя из ее минимальной себестоимости (методика выбора заготовки изложена в части 1 методических указаний по курсовому проектированию).
3. Составление технологического маршрута обработки заготовки
Целью этого этапа работы является формирование общего плана обработки заготовок, предположительного содержания операций технологического процесса и выбор типа оборудования. При разработке технологических маршрутов могут быть даны следующие общие методические указания. При установлении общей последовательности обработки сначала обрабатываются поверхности, принятые за технологические базы. Затем обрабатываются остальные поверхности в последовательности, обратной степени их точности – чем точнее должна быть обработана поверхность, тем позже ее обрабатывают. В конец маршрута часто выносят обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым, например, относятся наружные резьбы и тонкостенные элементы. Маршрут обработки при этом делят на стадии: черновую, чистовую и отделочную (в зависимости от заданной точности детали и требований к ее поверхностям по шероховатости). На первой стадии снимают основную массу металла в виде припусков и напусков, вторая имеет промежуточное значение, на последней обеспечивается точность и шероховатость поверхности. Однако такой принцип построения маршрута не во всех случаях является обязательным. Например, при жесткой заготовке и малых размерах обрабатываемых поверхностей окончательную обработку отдельных элементов можно выполнять и в начале маршрута.
Если деталь подвергается термической обработке, то технологический процесс механической обработки расчленяют на две части: процесс до термической обработки и после нее. Для устранения возможных короблений необходимо предусматривать правку деталей или повторную обработку отдельных поверхностей.
Итоги работы по данному этапу (перечень и содержание операций, оборудование и оснастку) заносят в технологическую маршрутную карту.
4. Выбор технологических баз для установки заготовки.
Выбор баз тесно связан с построением маршрута обработки заготовки, который на последующих этапах технологической проработки подвергается дальнейшей детализации и уточнению. При этом анализ вопросов базирования может потребовать полного пересмотра намеченного на предыдущем этапе маршрута обработки. При выборе технологических баз можно дать следующие наиболее существенные рекомендации:
а) если согласно чертежу на детали имеются поверхности, не требующие обработки, а расположение обрабатываемых поверхностей таково, что они могут быть обработаны без переустановки детали, то в качестве базы можно выбрать необрабатываемую поверхность (черновую базу) и при одном установе (за одну операцию) провести ее полную обработку;
б) если согласно чертежу на детали обрабатываются все ее поверхности и несколько установов неизбежны, то в качестве первой (черновой) базы следует выбирать те поверхности, которые в дальнейшем должны быть обработаны с наибольшей точностью;
в) следует стремиться к более полному соблюдению принципа совмещения баз (конструкторской и технологической), так как в этом случае погрешности базирования будут равны нулю и точность обработки повышается;
г) следует стремиться к соблюдению принципа постоянства баз, т.е. к использованию в качестве баз одних и тех же поверхностей при вынужденных переустановках;
д) при вынужденной смене баз следует переходить от менее точной к более точной базе;
е) необходимо учитывать дополнительные соображения: удобство установки и снятие заготовки, надежность и удобство ее закрепления в выбранных местах приложения сил зажима, возможность подвода режущих инструментов с разных сторон заготовки.
5. Выбор технологического оборудования.
От правильного выбора станочного оборудования зависит производительность изготовления детали, экономное использование производственных площадей, возможности механизации и автоматизации, экономия энергозатрат и в итоге – себестоимость изделия.
При выборе станочного оборудования необходимо учитывать характер производства, необходимую сменную производительность, соответствие станка размерам детали, мощность станка, его габаритные размеры и стоимость, а также возможность оснащения станка приспособлениями и средствами механизации и автоматизации.
6. Выбор типа приспособлений, режущих инструментов и вспомогательной оснастки.
Применение станочных приспособлений и вспомогательной оснастки для закрепления режущего инструмента повышает качество и точность обработки деталей, сокращает трудоемкость обработки заготовок за счет уменьшения времени, затрачиваемого на установку, выверку и закрепление, расширяет технологические возможности оборудования и создает возможность одновременной обработки нескольких заготовок. В условиях серийного производства обычно применяются быстродействующие специальные и универсально-наладочные станочные приспособления с пневматическими, гидравлическими и другими приводами зажима.
При выборе режущего инструмента необходимо стремиться к использованию стандартного инструмента, но в случае необходимости или экономической целесообразности возможно применение специального, комбинированного и фасонного инструмента, позволяющего совмещать обработку нескольких поверхностей или использование оборудования с упрощенной кинематикой.
7. Определение припусков, межоперационных размеров и уточнение размеров заготовки.
Определение общих припусков может осуществляться согласно рекомендациям на выполнение отдельных операций в зависимости от материала и размеров обрабатываемой детали, а также путем аналитических расчетов в зависимости от точности и качества обрабатываемых поверхностей [1 – 3].
8. Разработка технологических эскизов по переходам для каждой операции.
Правила и требования к оформлению эскизов описаны в главе 3.
9. Расчет режимов резания и норм времени.
При назначении и расчете режимов резания необходимо учитывать тип и размеры режущего инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип оборудования и его кинематические возможности. Методика выбора, расчета и назначения режимов резания рассматриваются в части 3 методических указаний по курсовому проектированию.
10. Проектирование и расчет специальных приспособлений и инструментов.
В процессе проектирования станочных приспособлений необходимо соблюдать правила выбора баз, стабильного положения заготовки и режущего инструмента, удобную установку, контроль и снятие детали, свободное удаление стружки, удобство управления станком и закрепления приспособления, а также условия, обеспечивающие безопасность работы и обслуживания данного приспособления.
Исходные данные для проектирования станочных приспособлений и вспомогательной инструментальной оснастки являются: рабочий чертеж заготовки и готовой детали, технологический процесс на предшествующие и выполняемую операции с технологическими эскизами, годовой объем выпуска деталей, альбомы типовых конструкций приспособлений и инструментальной оснастки, паспортные данные станков.
11. Заполнение технологических карт.
Требования по заполнению технологических карт описаны в главе 5.
Следует отметить, что при разработке технологических процессов согласно рекомендованной выше последовательности часто приходится сталкиваться с тем (особенно на этапах 4 – 10), что результаты проработки на очередном этапе требуют корректировки решений, принятых ранее на предыдущих этапах. В связи с этим иногда целесообразно вести параллельную проработку некоторых этапов разработки технологического процесса (например, выбор баз совмещать с началом разработки технологических эскизов), постепенно дополняя свои решения соответствующей технической информацией.
Загрузка...
