3.3.2 Разработка технологического процесса механической обработки детали

3.3.2.1 Выбор баз и их обоснование

Здесь необходимо установить базы детали исходя из условий достижения наивысшей точности размеров обрабатываемых поверхностей. Выбор баз выполнить с учетом принципов совмещения и постоянства баз. Выбранные базы записать в таблицу 9.

Таблица 9

Номер обрабатываемой поверхности	Базы
(пример заполнения) 2	3, 4, 6
3	1, 4, 6

Объем 0,5 стр. проекта

3.3.2.2. Существующий технологический процесс

В этом пункте необходимо записать существующий технологический процесс механической обработки детали, указав номер и наименование операций, структуру операций, оборудование, режущий инструмент, приспособления, контрольно – измерительные инструменты.

Примечание: Если нет заводского технологического процесса, то необходимо самостоятельно разработать два варианта технологических процессов механической обработки данной детали, используя для этого, как информационную основу, типовые технологические процессы механической обработки для деталей данного класса.

В дальнейшем записывать и рассматривать их в ПЗ как:

1) вместо “Существующий…” – 1-ый вариант технологического процесса;

2) вместо “Предлагаемый…” – 2-ой вариант технологического процесса.

Пример: Операция 005. Горизонтально–фрезерная

1. Фрезеровать пов.5

Оборудование – горизонтально-фрезерный станок, мод. 6Р80Г.

Приспособление – специальное с пневмозажимом.

Режущий инструмент – фреза дисковая В = 160 мм, В = 12 мм.

Z = 14, Р6М5 ГОСТ 3765-69

Контрольно-измерительный инструмент – Штангенциркуль ШЦ–II–250–0,05 ГОСТ 166-80.

3.3.2.3. Анализ существующего технологического процесса

Анализ существующего технологического процесса должен быть детально изложен в ПЗ, так как именно анализ может дать предпосылки для разработки нового варианта процесса.

Анализ должен быть проведен с точки зрения обеспечения необходимой производительности и качества продукции.

Для этого можно рекомендовать следующий примерный перечень вопросов:

1. Рациональность способа получения заготовки для данного масштаба производства;

2. Правильность выбора технологических баз, соблюдение принципа единства баз;

3. Правильность установки последовательности и количества операций процессов для достижения заданной точности детали;

4. Соответствие параметров установленного оборудования требованиям данной операции;

5. Степень оснащенности операций;

6. Применяемость высокопроизводительного режущего инструмента;

7. Степень концентрации операций технологического процесса и др.

При разработке проекта перед студентом не ставится задача коренной переработки существующей технологии, если это не диктуется соответствующими особыми условиями, например резким увеличением производственной программы, связанной с изменением типа производства. В большинстве случаев оказывается достаточно рассмотреть варианты по изменению нескольких, а иногда одной– двух технологических операций и сопоставить их по методике, предлагаемой ниже.

3.3.2.4. Предлагаемый вариант технологического процесса

Учитывая выявленные при анализе недостатки существующего технологического процесса следует предложить усовершенствованный вариант технологии механической обработки данной детали указав в ПЗ:

1. Номера и наименование операций;

2. Технологические переходы операций.

Пример: Операция 005. Вертикально–протяжная.

1. Протянуть поверхность 5 одновременно в 3-х деталях.

3.3.2.5. Выбор технологического оборудования и оснастки [3, 6]

Здесь необходимо для каждой операции предложенного варианта технологического процесса установить:

1. Технологическое оборудование (станки);

2. Приспособления;

3. Режущие и вспомогательные инструменты;

4. Средства технического контроля.

В ПЗ ответ на данный пункт следует оформить в виде таблицы 10

Таблица 10

Номер и наименование операции

Оборудование

Приспособление

Режущий инструмент

Средства технического контроля

Рекомендации по выбору технологического оборудования и оснастки приведены ниже.

3.3.2.5.1. Выбор технологического оборудования

Правила выбора технологического оборудования регламентированы ГОСТ 14.307–73, согласно которому оборудование выбирают по главному параметру, в наибольшей степени выявляющему его функциональное назначение и технические возможности. Таким параметром является вид обработки, для которого рассчитан станок, сообразно со своим служебным назначением. Вторым по важности параметром являются габариты рабочей зоны станка, которые должны соответствовать габаритам обрабатываемой заготовки. Третьим параметром является соответствие станка требуемой точности обработки.

Обеспечение соблюдения трех основных этих требований, дальнейший анализ ведут в направлении соответствия станка по мощности, возможности работы на оптимальных режимах, производительности, возможности его механизации и автоматизации.

В каждом конкретном случае при выборе станка пользуются паспортами станков, а при их отсутствии – каталогами металлорежущего оборудования.

3.3.2.5.2. Выбор приспособлений

Согласно ГОСТ 14.305–73 выбор приспособлений должен быть основан на анализе затрат по реализации технологического процесса в установленный промежуток времени при заданном качестве изделий. Анализ затрат должен предусматривать сравнение вариантов приспособлений, отвечающих одинаковым требованиям и обеспечивающих решение одинаковых задач в конкретных производственных условиях выбор оптимального варианта.

При выборе оптимального варианта приспособления должны учитываться: технические требования на изготовление детали, количество обрабатываемых деталей, необходимая производительность, требования техники безопасности и промышленной санитарии, затраты на изготовление приспособления.

3.3.2.5.3. Выбор режущего инструмента и вспомогательного инструмента

При выборе типа конструкции режущего инструмента следует учитывать характер производства, метод обработки и тип станка, размер, конфигурации и материал обрабатываемой детали, требуемое качество поверхности, точность обработки.

Следует помнить, что применение стандартного инструмента во всех случаях следует признать более желательным, независимо от характера производства, так как в 5…10 раз он дешевле аналогичного специального.

При выборе конкретных типоразмеров режущих инструментов следует пользоваться ГОСТами на инструмент, отраслевыми стандартами и стандартами предприятия.

Особое значение имеет выбор материала режущей части инструмента. С учетом экономической целесообразности необходимого применять новые марки материалов, отличающихся повышенной износостойкостью. Обеспечивая высокое качество обрабатываемых поверхностей, они применяют для чистовой обработки взамен малопроизводительного и дорогостоящего шлифования. К таким материалам относятся сверхтвердые материалы (СТМ). Лезвийные режущие инструменты, оснащенные поликристаллами СТМ, позволяют обрабатывать практически все материалы, обеспечивая при этом высокую производительность и размерную стойкость. Параллельно с выбором режущего инструмента выбирают вспомогательный инструмент. При этом руководствуются следующими соображениями. Лучшим вариантом является такой, при котором вспомогательный инструмент не используется. В этом случае достигаются более короткие технологические размерные цепи и точность обработки повышается. В тех случаях, когда обойтись без вспомогательного инструмента невозможно, предпочтение отдают стандартным и нормализованным вспомогательным инструментам (переходные конуса Морзе, цанги, оправки для фрез и т.п.). Лишь при отсутствии стандартного прибегают к назначению специального вспомогательного инструмента.

3.3.2.5.4. Выбор средства технического контроля

Выбор средств технического оснащения процессов технического контроля (средств контроля) регламентируется ГОСТом 14.306–73. При выборе типа и конструкции измерительного инструмента, приспособления, устройства или прибора учитывают следующие основные факторы: точность требуемого измерения, характер производства, размер и качество измеряемой поверхности.

При проектировании технологических процессов по отношению к средствам технического контроля необходимо придерживаться следующих правил. Необходимо стремиться к тому, чтобы требуемая точность размеров обеспечивалась технологически, без средств контроля. Особенно это касается размеров, которые не могут быть измерены непосредственным образом (межосевые расстояния, диаметры, на которых расположены крепежные отверстия под крышки и др.). Для такой цели в массовом производстве используются агрегатные и многошпиндельные станки; в серийном – станки с ЧПУ, накладные кондукторы и др.

Если без средств технического контроля обойтись невозможно, необходимо попытаться применить средства активного контроля с тем, чтобы исключить или сократить до минимума неперекрываемое время на технические измерения. Если эти рекомендации нельзя использовать, следует назначить средства технического контроля из числа стандартных и только в случае крайней необходимости проектировать специальный измерительный инструмент, приборы или приспособления.

3.3.2.6. Технико-экономическое обоснование предлагаемого технологического процесса

Для отличающихся операций существующего техпроцесса можно пользоваться одной из следующих методик установления более эффективного варианта:

1. Сравнение по трудоемкости обработки;

2. Сравнение по минимуму приведенных затрат на единицу продукции.

3.3.2.6.1. Сравнение по трудоемкости обработки

На этой сади разработки технологического процесса трудоемкости обработки ориентировочно можно определить пользуясь формулами приближенного расчета штучно - калькуляционного и основного времени

Тшт.к. = ТоЧк мин, (20)

где Т_о – основное технологическое время; (например, для сверления отверстий Т_с = 0,5210^-3l)

Ч_к – коэффициент, учитывающий вспомогательное и дополнительное время.

1-ый вариант. Пример:

Операция 010. Горизонтально–фрезерная.

1. Фрезеровать пов.4

2. Фрезеровать пов.5

Т_шт.к1. = (Т_о1 + Т_о2)Ч_к мин,

где Т_о1 – основное время выполнения 1-го перехода;

Т_о2 – основное время на выполнение 2-го перехода.

2-ой вариант.

Операция 010. Вертикально-протяжная.

1. Протянуть пов.4,5 одновременно

Т_шт.к.2 = Т_о  Ч_к, мин.

3.3.2.6.2. Сравнение по минимуму приведенных затрат

При выборе варианта обработки приведенные затраты могут быть определены в виде удельных величин на 1 ч. работы оборудования. В качестве себестоимости рассматривается технологическая себестоимость, которая включает изменяющиеся по вариантам статьи затрат.

Часовые приведенные затраты можно определить по формуле:

Сп.з. = Сэ + Сп.з. + Ен. (Кс. + Кэ.) (21)

где Е_н – нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (в машиностроении Е_н = 0,15)

С_з. – основная и дополнительная зарплата с начислением руб/час.;

С_ч.з. – часовые затраты по эксплуатации рабочего места, руб/час.;

К_с, К_з.– удельные часовые капитальные вложения соответственно в станок и задаче, коп/час.

После выполнения расчетов по любой из вышеуказанных методик результаты записать в таблицу 11

Таблица 11 – Сравнительный анализ вариантов технологических процессов

Наименование позиции	Варианты
	1-ый (существ.)	2-ой (предлаг.)
1. Отличающиеся операции механической обработки
2. Трудоемкость обработки, мин. (если применялась первая методика). Технологическая себестоимость с обработки, руб. (если применялась вторая методика)

На основании полученных результатов написать вывод.

Объем 3…4 стр. проекта.