5.1.5. Выбор типового технологического процесса

Разработка технологического процесса изготовления изделий в общем случае включает следующий комплекс взаимосвязанных работ: выбор заготовки; выбор технологических баз; выбор технологического процесса; определение последовательности и содержание технологических операций; определение, выбор и заказ новых средств технологического оснащения, в том числе и средств технологического контроля; назначение и расчет режимов обработки; нормирование процесса; выбор средств механизации и автоматизации элементов технологического процесса и внутрицеховых средств транспортирования; составление планировок производственных участков и разработка операций перемещения изделий и отходов; оформление рабочей документации на технологические процессы.

Типовой технологический процесс разрабатывается для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками. К типовому представителю группы изделий относится изделие, обработка которого требует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерных для изделий, входящих в эту группу.

Типовой технологический процесс применяется как информационная основа при разработке рабочего технологического процесса или как рабочий технологический процесс при наличии всей необходимой информации для изготовления детали.

Получив задание на курсовой проект, студент должен выбрать типовой технологический процесс, привести в пояснительной записке основные укрупненные операции типового процесса и на его основе разрабатывать рабочий технологический процесс для конкретно заданного изделия.

5.1.6. Выбор заготовки и технологических баз

Выбор способа получения заготовок определяется характеристиками материала (литейными свойствами, способности к пластической деформации, способности обрабатываться резанием и т.д.), конструктивными формами и размерами заготовок, требуемой точностью и качеством поверхности, а также программой выпуска изделия. При этом необходимо обеспечить наиболее целесообразное использование материала, минимальную трудоемкость получения заготовок и деталей без снятия стружки: штамповка, литье, прессование. При любом способе получения заготовки необходимо, чтобы заготовка приближалась по форме и размерам к готовой детали и имела минимальную стоимость.

Выбрать заготовку – значит установить способ ее получения, назначить или рассчитать припуски на обработку каждой поверхности, определить размеры и допуски.

Имея чертеж детали с указанием ее конфигурации, размеров, материала, технических условий и данных о программе выпуска, заготовку выбирают в такой последовательности: процесс, метод, оборудование. Например: процесс – обработка давлением, метод – штамповка, оборудование – гидравлический пресс.

Выбирая заготовку, следует стремиться максимально, приблизить форму и размеры заготовки к параметрам готовой детали, что существенно уменьшает объем последующей механической обработки и, как следствие, снижает себестоимость детали.

В первую очередь необходимо ознакомиться с технологическими свойствами материала, из которого изготовлена заданная деталь (литейные свойства, обрабатываемость давлением и т.д.). Анализ этих данных позволяет исключить ряд методов получения заготовок из-за несоответствия их технологических характеристик свойствам материала данной детали.

Например, если деталь изготовлена из стали 3ХI3, то заготовка не может быть получена литьем. Напротив чугунные, латунные и бронзовые заготовки сложной конфигурации получают преимущественно литьем.

В единичном и мелкосерийном производствах, где дорогостоящее оборудование и оснастка не окупаются, заготовку изготовляют свободной ковкой, штамповкой в подкладных штампах, литьем в песчаные формы с ручной формовкой по деревянным моделям.

В крупносерийном и массовом производстве рационально применять штамповку в закрытых штампах, литье под давлением и по выплавляемым моделям, центробежное литье.

Заготовки из проката можно применять во всех видах производства с учетом требования к экономии металла. Одним из наиболее эффективных технологических процессов изготовления заготовок в крупносерийном и массовом производствах является периодический прокат. Для деталей типа ступенчатый вал используют поперечно-винтовую прокатку, а для деталей типа шаров, втулок, ребристых труб рационально применять прокатку в винтовых калибрах.

Важным показателем целесообразности выбора заготовки является коэффициент использования материала.

,

где – масса детали; – масса заготовки.

При выборе заготовки нужно оценить ее стоимость. При изготовлении детали из проката стоимость заготовки (в руб.) можно определить по формуле:

,

где – масса заготовки, кг; – цена 1 кг материала заготовки, руб; – масса готовой детали, кг; – цена 1 т отходов, руб.

Оптовые цены на некоторые материалы приведены в прил. 1. Цены на отходы приведены в таблице. 1.

Таблица 1

Материал отходов	Цена 1 т, руб.
Чугун, сталь	14,4
Легированные стали	28,8
Алюминиевые сплавы	146
Латунь	319
Бронзы	443

Стоимость заготовки, полученную различными методами литья, можно приближенно определить по формуле

,

где – базовая стоимость 1 т заготовок, руб. (табл. 2); и – коэффициенты, зависящие от материала и группы сложности (табл. 3, 4).

Таблица 2

Методы литья	Базовая стоимость за 1 т, руб.
Отливки, полученные литьём в металлические и песчанно-глинистые формы	290
Отливки, полученные литьём по выплавляемым моделям	1600
Отливки, полученные литьём под давлением	1780

Таблица 3

Материал	Вид литья
	литьё в землю и кокиль	по выплавляемым моделям	под давлением
Сталь	2,2…2,6	1,2	-
Алюминиевые сплавы	5,1	-	1
Магниевые сплавы	9,15	-	1,5
Медные сплавы	4,15…5,4	1,6	0,93
Цинковые сплавы	3,4	-	0,81

Таблица 4

Материал	Группа сложности
	1	2	3	4	5
Сталь	0,7	0,83	1	1,2	1,45
Алюминиевые сплавы	0,82	0,89	1	1,1	1,22
Магниевые сплавы	0,82	0,9	1	1,1	1,25
Медные сплавы	0,97	0,98	1	1,02	1,04
Цинковые сплавы	0,92	0,96	1	1,05	1,11

После выбора заготовки при разработке технологического процесса необходимо выбрать технологические базы.

При выборе баз – поверхностей (линий, точек), используемых для установки и фиксации заготовок, необходимо четко представлять общий план (маршрут) обработки, поэтому эту работу выполняют параллельно установлению маршрутов обработки отдельных поверхностей детали.

Выполняя этот этап работы, следует руководствоваться следующим рекомендациям: всемерно использовать принципы совмещения и постоянства баз; придерживаться правила «6 точек», т.е. полного базирования заготовки; в качестве черновой базы использовать поверхность, которая остается необработанной в готовом изделии, или имеет наименьший припуск на обработку; черновую базу следует использовать однократно на первом установе (для заготовок, полученных точными методами литья или штамповки, это правило необязательно); основные базовые поверхности (чистовые базы) или искусственные базы обрабатывать на первых переходах; чистовые установочные базы должны быть базами конструкторскими, иметь наибольшую точность размеров и формы, малую шероховатость; в первую очередь необходимо обрабатывать те поверхности, при удалении припуска с которых снижение жесткости заготовки является наименьшим; поверхности, связанные точным относительным положением, обрабатываются за один установ или в одной позиции; использовать типовые схемы установки.

Правильно выбранные технологические базы должны обеспечить неизменное положение заготовки в пространстве, минимальную погрешность и стабильную точность получения размеров при механической обработке. Они также должны допускать использование простых и надежных конструкций приспособлений.

При отсутствии у заготовки надежных технологических баз, можно предусмотреть создание искусственных баз, например, в виде бобышек, приливов, технологических отверстий, изменив при необходимости конструкцию заготовки.