4. Иерархическая структура технологического процесса изготовления деталей машин

Технологический процесс изготовления машины и ее элементов (деталей) дискретен в пространстве и времени. Он состоит из циклически повторяющихся для каждого объекта производства компонентов. С пространственно-функциональной точки зрения в технологическом процессе можно выделить следующие уровни иерархии разделения: этапы, операции, установы, позиции, переходы и проходы.

Главным признаком этапа является уровень показателей качества обработанных поверхностей достигнутый после выполнения этого этапа. Таким образом, тех­нологический процесс изготовления детали на первом уровне делится на этапы, совокупность которых образует типовую схему обработки. Каждый этап состоит из одной или нескольких операций. Операцией будем называть законченную, повторяющуюся часть технологического процесса, которая выполняется на одном рабочем месте. Совокупность упорядоченных операций образует маршрут обработки. Операция является также основным организационным элементом технологического процесса. Основным признаком установа является неизменность положения обрабатываемой заготовки относительно станочного приспособления. В каждой операции может быть один или несколько (редко более двух) установов. На многопозиционных станках заготовка вместе с приспособлением последовательно переходит из одной рабочей позиции в другую, где она фиксируется на время обработки. На многих станках, кроме рабочей, выделяется позиция загрузки заготовки в приспособление. Элементарным переходом будем называть законченный процесс образования одной типовой поверхности детали при ее обработке одним инструментом с конкретными режимами резания. Инструментальным переходом называется законченный процесс образо­вания нескольких типовых поверхностей детали одним инструментом с конкретными режимами резания. Блочным называют переход, при котором выполняется законченный процесс образования поверхностей с помощью всех инструментов, закрепленных в блоке (суппорте, многошпиндельной головке и т. д.). Позиционный переход — это совокупность всех блочных, а следовательно, и всех инстру­ментальных переходов, выполняемых при обработке заготовки в одной рабочей позиции станка. Вспомогательным переходом называют часть процесса, связанную со вспомогательными движениями рабочего и (или) механизмов станка, циклично повторяющимися и необходимыми для обработки заготовки на станке. Таким образом, операция — это комплекс всех инструментальных и вспомогательных переходов, выполняемых на одном рабочем месте с помощью оп­ределенного оборудования и оснастки. Каждый элементарный переход можно формально представить некоторым множеством структурных и параметрических признаков. К первым относятся коды формы обработанной поверхности, инс­трумента, станка и схемы установки заготовки, ко вторым — размеры обработанной поверхности и допуски на них, показатели режима обработки (скорость резания v, подача s, глубина резания t) и припуск z. Все это относится и к инструментальному, блочному и позиционному переходам, а также может быть распространено на операцию. Если толщина срезаемого слоя (припуск z или напуск) больше допустимой глубины резания it), то элементарный переход выполняется в несколько проходов. Количество рабочих позиций станка, установов, инструментов и заготовок в каждой рабочей позиции, характер совмещения пере­ходов и заготовок в рабочей позиции, характер совмещения вспо­могательных и инструментальных переходов, способ получения размера и смены инструмента определяют временную структуру операции. Классификация структур операций по указанным при­знакам осуществляется следующим образом. По количеству рабочих позиций П на станке операции делятся на однопозиционные (П{) и многопозиционные (П_п). В зависимости от количества инстру­ментов И (переходов) в каждой рабочей позиции различают одно-инструментные (И{) и многоинструментные Ш_т) операции. В зависимости от количества заготовок Д, обрабатываемых в каждой позиции, различают однодетальные (Д{) и многодетальные (Д_к ) операции. Аналогично в зависимости от количества установов У, выполняемых в рабочей позиции, различают одноустановные (У)) и многоустановные (У_у) операции.

По способу совмещения переходов и заготовок в рабочих пози­циях различают: несовмещенные (0) операции, операции с после­довательным (1) или параллельным (2) совмещением переходов и (или) заготовок, а также операции с последовательно- параллельным совмещением (3). Обычно обработка в разных рабочих позициях станка проводится одновременно (параллельно), но бывают станки, где обработка в разных рабочих позициях проводится последова­тельно, т. е. пока идет обработка в одной из позиций, инструменты в других простаивают.

В многоустановных операциях, когда в каждой рабочей позиции находится несколько приспособлений, использующих различные схе­мы установки, а заготовки после обработки в одном приспособлении последовательно перекладываются в другие, возможно как после­довательное, так и параллельное совмещение переходов. Способ совмещения кодируется соответствующим символом (0, 1, 2 и 3), который записывается как показатель степени над символами ка­чественных признаков (Я, И, Д и У).По характеру совмещения вспомогательных и инструментальных ходов различают: однозонные периодические (З^по), двухзонные пе­риодические (З^п0) и двухзонные непрерывные операции. В первом случае на станке рабочая зона совпадает пространственно с зоной загрузки заготовки. Следовательно, совмещение во времени вспомогательных и инструментальных переходов невозможно. В двухзонных операциях зона загрузки выделена пространственно и поэтому вспомогательные переходы могут полностью или частично совмещаться во времени с инструментальными.В периодических операциях после выполнения рабочих движений инструмент и (или) заготовка возвращаются в исходное положение, т. е. выполняется вспомогательный переход, не совмещенный с инструментальным. А в непрерывных операциях вектор подачи заготовки в рабочую зону совпадает с вектором рабочей подачи, обработка ведется «на проход», поэтому нет необходимости в выполнении вспомогательного перехода возврата в исходное положение.В операциях с последовательным и последовательно-параллель­ным совмещением инструментальных (блочных) переходов смена инструмента может быть ручной (С_руч) либо автоматической. В зависимости от применяемого метода размерной настройки инструмента различают: операции с индивидуальной размерной на­стройкой на каждом повторяющемся переходе (Р_т) и операции с

размерной настройкой на обработку партии заготовок (Р_ав), когда размеры выполняются автоматически. К последним относят также обработку мерным инструментом на токарных станках (сверло, зенкер и т. д.). Код может быть полным и неполным, когда нет необходимости в некоторых символах.