книги / Проектирование технологических процессов изготовления РЭА

Базами могут быть плоскости, отверстия, наружные и внутренние диаметры, центровые фаски и даже про­ фильные поверхности, если по отношению к ним следует выдерживать размер, ограниченный допуском. (О по­ грешности базирования см. § 1.5.)

При выборе технологических баз следует ориентиро­ ваться на необходимость обеспечения устойчивого поло­ жения детали и возможность соблюдения принципа единства баз. Во многих случаях целесообразно обраба­ тывать базовые поверхности в начале процесса..

Для обозначения базовых поверхностей используют условные графические знаки для опор по ГОСТ

3.1107— 73. Условные обозначения опор см. в приложе­ нии 10.

4.4.Назначение режимов обработки

Как известно, режимы обработки представляют сово­ купность параметров, определяющих условия, при кото­ рых изготовляются изделия. Если производится обработ­ ка резанием, то в операционных картах проставляются глубина резания t, подача s, число оборотов шпинделя п или число двойных ходов стола, скорость резания v. Для определения режимов механической обработки деталей можно использовать справочник [11].

В операциях прессования деталей из пластмасс ука­

ций— число оборотов шпинделя, число двойных ходов поводка и натяжение провода.

Определение л назначение режимов обработки ведет­ ся одновременно с оформлением операционных карт, и в дальнейшем режимы используются для нормирования технологических операций.

Трудоемкость изготовления деталей находится в пря­ мой связи с режимами обработки. Поэтому на основе методик и стандартов по расчету режимов обработки определяются оптимальные значения режимов.

При назначении режимов следует ориентироваться на прогрессивные методы обработки и возможности обо­ рудования. В технологические карты записываются зна­ чения режимов, обеспеченные станком или прессом, для чего расчетное число оборотов шпинделя, величина по­ дачи или давления предварительно сверяются с паспор­

71

том оборудования и выбирается ближайшее меньшее

число.

Данные по рекомендуемым режимам обработки дета­ лей из пластмасс обычно приводятся в паспорте на дан­ ную партию прессматер-иала, а также в справочниках по

пластмассам.

Назначение режимов обработки на литейном, метал­ лорежущем, прессовом оборудовании и оборудовании для прессовки или литья пластмасс при разработке тех­ нологических процессов, как правило, поручается инже­ нер-технологу — специалисту "По донному виду обработ­ ки. Режимами для станков по на\ютке катушек часто занимается инженер-технолог РЭА, используя стандар­ ты предприятия и паспорта на оборудование.

4.5.Выбор технологического оборудования

Согласно ГОСТ 14.301—73 средства технологического оснащения включают:

технологичёскоё оборудование (в том числе контроль­ ное и испытательное);

технологическую оснастку (в том числе инструменты и средства контроля);

средства механизации и автоматизации производст­ венных процессов.

Выбор средств технологического оснащения произво­ дится с учетом:

типа производства и его организационной структуры; вида изделия и программы его выпуска; характера намеченной технологии; возможности группирования операций;

максимального применения имеющихся бтандартной оснастки и оборудования;

равномерной загрузки имеющегося оборудования. Выбор технологического оборудования согласно

ГОСТ 14.304—73 должен быть основан на анализе за­ трат на реализацию технологического процесса в уста­ новленный промежуток времени при заданном качестве изделий.

Анализ затрат должен предусматривать:

а) сравнение вариантов оборудования, отвечающих одинаковым требованиям и обеспечивающих решение одинаковых задач в конкретных производственных условиях;

7?

d) выбор вариантов, основанный на использований следующей информации:

—план развития народного хозяйства на уровне предприятия;

—технические требования к изделию;

—количества и сроки изготовления;

—технические возможности технологического обору­ дования;

—затраты на приобретение технологического обору­ дования и его эксплуатацию;

в) учет требований техники безопасности и промыш­ ленной санитарии.

Выбор оборудования производят по главному пара­ метру, который является наиболее показательным для выбираемого оборудования.

Вкурсовом проекте работа по выбору оборудования производится после того, как предварительно все опера­ ции процесса разработаны и, следовательно, определен метод обработки, точность и чистота поверхности, режу­ щий инструмент, тип производства и такт выпуска. На основании этих данных, а также исходя из расположе­ ния и размеров обрабатываемой поверхности выбирается модель станка. Однако окончательное решение по выбо­ ру станка следует принять после определения коэффи­ циента загрузки оборудования и его использования по мощности. В условиях массового производства в слу­ чаях, когда нет возможности подобрать по мощности более подходящий типоразмер станка, разрешается уста­ навливать для привода главного движения электродви­ гатель меньшей мощности.

Вкачестве справочных материалов по выбору обору­ дования следует использовать каталоги металлорежу­ щих станков, кузнечно-прессового и других видов обору­ дования. Технические характеристики, отпускные цены и

категории ремонтной сложности станков приведены

в [4,9, 10].

При выполнении проекта ие исключается возмож­ ность применения агрегатных станков, а также станков

спрограммным управлением. Следует иметь в виду, что процесс определения технологической характеристики агрегатного станка, выбор его оптимальной компоновки и экономической эффективности весьма сложен. Станки

спрограммным управлением также значительно слож­ нее обычных, и их стоимость превышает стоимость уни­ версальных станков в несколько раз, однако для полу-

73

Чеййя высокой точности при высокой производительности они могут быть использованы для многих видов работ, например для сверления отверстий в печатных платах.

Условием целесообразности использования станков

спрограммным управлением может быть:

—выполнение отверстий сложной геометрической

формы, требующих применения нескольких последова­ тельно работающих инструментов, а также обработку групп отверстий на сверлильных и расточных станках. Эти виды обработки выполняются на станках с про­ граммным управлением без изготовления специальной оснастки (кондукторов, копиров и т. д.), которая обычно применяется на универсальных станках;

—сосредоточение большего числа однотипных видов обработки на одном рабочем месте;

—уменьшение вспомогательного времени на приемы,

связанные с изменением режимов резания, переходом с обработки одной поверхности на другую, сменой режу­ щего инструмента и т. д.

Технологический процесс механической обработки, в котором предполагается использование станков с про­ граммным управлением, разрабатывается в таком же порядке, как с ориентацией на обычные виды оборудо­ вания. В конце анализируются те операции, на которых применение станков с программным управлением будет целесообразно.

Для использования таких станков составляются рас­ четно-технологические карты команд и величин переме­ щений исполнительных органов станка. Методические указания по выполнению этой работы изложены в специ­ альной литературе [9]. Там же приведены технические характеристики и оптовые цены наиболее распростра­ ненных отечественных моделей станков с числовым про­ граммным управлением.

Важным показателем работы оборудования и пра­ вильности его выбора является степень использования каждого станка в отдельности и всех вместе по разра­ ботанному процессу. Станки следует выбирать по произ­ водительности, тогда будет обеспечено рациональное их использование во времени. Для каждого станка в техно­ логическом процессе должны быть подсчитаны коэффи­ циент загрузки и коэффициент использования станка по основному времени.

Коэффициент загрузки К3 определяется как отноше­ ние расчетного количества станков тР, занятых на дан-

74

ной операции процесса, к принятому (фактическому) числу станк^б Ши'.

Кэ—Шр/та.

Расчетное количество станков определяется как от­ ношение штучного времени на дайной операции Гшт к такту выпуска Тв (см. § 1.3):

ttlp=Tmi:/Ta.

80

60

‘н1

20

модели

спшннаб

Операции

Рис. 2. График загрузки оборудования

Коэффициент использования оборудования по основ­ ному (технологическому) времени Ко свидетельствует о доле машинного времени в общем времени работы станка. Он определяется как отношение основного вре­ мени к штучному (для массового) или штучно-кальку­ ляционному времени (для серийного производства):

Ко=То/Тт*, Ко==То/Тщк*

Использование оборудования по мощности характе­ ризуется коэффициентом /См, который представляет со­ бой отношение необходимой мощности на приводе стан­ ка Nvp к мощности установленного электродвигате­ ля NCT,

/См— M IP/M JT*

75

Для более наглядного представления о показателях работы оборудования строят графики загрузки оборудо­ вания (рис. 2), а также графики использования обору­ дования по основному времени и мощности.

По горизонтальной оси графика рис. 2 записаны мо­ дели станков и операции процесса. По вертикали изо­ бражен коэффициент загрузки в процентах или относи­ тельных единицах. На график наносится линия среднего коэффициента загрузки оборудования, значение которого меняется в зависимости от типа производства:

массовое /C3^s0,65—0,77; серийное К3^0,75—0,85;

мелкосерийное и единичное /С3^ 0,8 —0,9.

В связи с тем, что приведенный средний коэффициент загрузки при серийном и единичном производстве, предусматривает загрузку станков несколькими деталя­ ми, в проекте коэффициенты загрузки могут быть мень­ ше приведенных средних.

4.6.Выбор технологической оснастки

Общие правила выбора технологической оснастки как средства технологического оснащения регламентируются ГОСТ 14.301-73 (см. §4 .5).

Выбор технологической оснастки (ГОСТ 14.305— 73) должен быть основан на анализе затрат на реализацию технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий.

Анализ затрат должен предусматривать:

а) сравнение вариантов оснастки, отвечающих оди­ наковым требованиям и обеспечивающих решение одина­ ковых задач в конкретных производственных условиях; б) выбор вариантов, основанный на использовании

следующей информации:

—план развития народного хозяйства на уровне предприятия;

—технические требования к изделию;

—количества и сроки изготовления;

—технические возможности технологической осна­

стки;

— затраты на изготовление технологической оснаст­ ки и ее эксплуатацию;

в) учет требований техники безопасности и промыш­ ленной санитарии.

7б

При выборе технологической оснастки должны учи­ тываться конкретные производственные условия, при которых применение различных систем технологической оснастки будет наиболее рациональным.

Нужно иметь в виду, что при освоении новых изде­ лий в производстве потребность в проектировании и из­ готовлении оснастки в большом количестве в короткий срок вырастает в серьезную проблему нз-за высокой трудоемкости этих процессов.

При изготовлении радиоаппаратуры особенность под­ готовки производства по специальному технологическо­ му оснащению состоит в преобладающем количестве оснастки для прессового оборудования (штампы и прессформы), довольно сложного для проектирования и изго­ товления. Значительные затраты на специальную оснаст­ ку в условиях массового производства довольно быстро окупаются при массовом выпуске продукции.

Многие предприятия радиотехнической промышлен­ ности имеют мелкосерийный тип производства. В этом случае удельный вес затрат на проектирование и изго­ товление специальной оснастки значительно увеличива­ ется и иногда становится неоправданным. Для решения проблемы подготовки производства в конкретных произ­ водственных условиях ГОСТ 14.305— 73. предусматри­ вает применение различных систем технологической оснастки.

Принадлежность технологической оснастки по конст­ рукции к системе оснастки определяется правилами ее проектирования и эксплуатации применительно к задан­ ным условиям производственного процесса изготовления изделия. Система формируется комплексами технологи­ ческой оснастки, предназначенными для выполнения различных видов работ. Используются следующие си­

стемы:

неразборной специальной оснастки (НСО); универсально-наладочной оснастки (УНО); универсально-сборной оснастки (УСО); сборно-разбориой оснастки (СРО); универсалыю-безиаладочной оснастки (УБО); специализированной наладочной оснастки (СНО). Государственными, отраслевыми и стандартами пред­

приятий устанавливаются типы, основные параметры, конструкции и размеры, единые взаимосвязанные нормы и правила проектирования, изготовления и эксплуата­ ции оснастки. Эффективность выбора технологической

77

оснастки должна оцениваться по результатам ее внедре­ ния на основе сопоставления фактических затрат с пла­ новыми и учета эксплуатационно-технических показате­ лей производственного процесса изготовления изделий.

Рентабельность применения систем оснастки определя­ ется в зависимости от планируемого периода производ­ ства изделия. Пример расчета для станочных приспо­ соблений приведен в приложении 1 к ГОСТ 14.305— 73.

При технико-экономическом обосновании выбора си­ стем технологической оснастки рассчитывают:

коэффициент загрузки единицы технологической оснастки;

затраты на оснащение технологических операций из­ готовления изделий.

Приведем формулы из приложения 2 к ГОСТ 14.305—73. 1. Коэффициент загрузки единицы технологической оснастки

/Сз=Гш TiV/Fo,

где ^Яш т — штучно-калькуляционное время выполнения технологиче­ ской операции; N — планируемая месячная программа на единицу оснастки (количество повторов операции); F 0— располагаемый ме­ сячный фонд времени работы оснастки (станка).

2. Затраты на оснащение технологической операции за анализи­ руемый период производства изделия неразборной специальной

зируемый период производства изделия универсальной наладочной оснасткой или специализированной наладочной оснасткой

р£ Е = с„ + суп, + ' ® п„

амортизационные отчисления за постоянную часть; По — количество наладок, закрепленных за постоянной частью (количество оснащае­ мых операций).

4. Затраты на оснащение технологической операции за анали­ зируемый период производства изделия универсально-сбросной оснасткой

Яусо=СусоП0-|-С|,,

где Сусо — себестоимость сборки; Пс — количество сборок за ана­ лизируемый период (количество запусков); С „ — затраты за время эксплуатации при использовании оснастки с баз проката.

5. Затраты на оснащение технологической операции за анали­ зируемый период производства изделия сборно-разборной оснасткой

Ясро = Си-|-Ссро-Моро,

78

ЦйойНыё отчисления за постоянную часть в анализируемый период

времени.

6. Затраты на оснащение технологической операции за анали­ зируемый период производства изделий универсальной безналадочной оснасткой

Р у6о~^у0о/Пц,

оснастки осуществляется в следующей последовательности:

а) проведение анализа конструктивных характеристик изделия (габариты, материал, точность, вид поверхностей), а также орга­ низационных н технологических условий изготовления изделия (ба­ зирование, фиксации, вид операции, организационная форма про­ цесса изготовления и т. д.);

б) группирование технологических операций с целью определе­ ния наиболее приемлемой системы технологической оснастки и по­

д) отбор конструкций оснастки, соответствующей установлен­ ным требованиям, из имеющейся номенклатуры;

е) определение исходных расчетных данных для конструирова­ ния и изготовления новых конструкций оснастки;

ж) выдача технических заданий на конструирование и изготов­ ление технологической оснастки.

В отдельных заданиях на курсовое проектирование может быть предусмотрено конструирование технологи­ ческой оснастки '(см. § 4.7).

Правила выбора средств технологического оснаще­ ния процессов технического контроля (ГОСТ 14.306— 73) и правила выбора средств технологического оснащения процессов испытаний .(ГОСТ 14.307— 73) из-за ограни­ ченного объема книги не рассматриваются.

4.7.Конструирование технологической оснастки

Инженер-технолог радиоаппаратуры, как правило, не занимается конструированием оснастки. Однако при разработке технологических процессов сборки для вы­ полнения операций приходится предусматривать отдель­ ные виды оснастки (приспособления для сборки, раз­ вальцовки, клейки, кондукторы, простые вырубные и ги­ бочные штампы), и тогда необходимо решать вопросы, связанные с выбором или заказом конструкций оснастки, и знать принципы конструирования простейших приспо­ соблений.

79

Технологическая оснастка представляет собой доНол^ нительные или вспомогательные устройства, необходимые для выполнения операций, например: механической обработки, холодной штамповки, изготовления деталей из пластмасс, сборки и заклепки роторов и статоров кон­ денсатора переменной емкости, развальцовки, заклепки

идругих процессов.

Кнаиболее часто применяемым наименованиям оснастки относятся штампы, пресс-формы, кондукторы, приспособления сборки и контроля.

Технологической оснастке посвящен ГОСТ 14.305— 73,

который устанавливает правила ее выбора и подразде­ ляет всю оснастку на несколько систем (см. § 4.6).

В условиях различных типов производств к конструк­ циям оснастки предъявляются требования, в зависимо­ сти от которых определяется степень специализации приспособления, уровень механизации и т. д. В частно­ сти, для единичного и мелкосерийного производства предпочтительными являются универсальные приспособ­ ления и штампы. Для массового производства экономи­ чески оправдывается применение самых сложных специ­ альных приспособлений и штампов.

Следует иметь в виду, что элементы конструкций приспособлений и штампов в значительной мере стан­ дартизованы и разработаны типовые конструкции. По­ этому, прежде чем приступить к проектированию, сле­ дует тщательно изучить уже известные типовые конст­ рукции технологической оснастки.

Конструирование технологической оснастки должно сводиться к разработке конструкции, состоящей из стан­ дартных деталей и узлов с минимальным числом ориги­ нальных деталей.

Следует считать решение удачным, если студенту уда­ лось подобрать оснастку в готовом виде из действующих классификаторов, каталогов или справочников. В этом случае обозначение примененной оснастки заносится в технологический процесс, а в пояснительной записке дается краткое описание конструкции, принцип действия и целесообразность ее использования.

При конструировании технологической оснастки сле­ дует учитывать производительность, которая может быть обеспечена многоместными конструкциями или примене­ нием механизированных режимов.

До оформления сборочного чертежа приспособления или штампа должны быть решены вопросы по выбору

80