Практична робота №5 розробка технологічного процесу механічної обробки та його документування

Мета роботи:

освоєння методики розробки технологічних процесів механічної обробки деталі.

Теоретична частина

Технологічний процес – це частина виробничого процесу, що містить дії по зміні і наступному визначенню стану предмета виробництва.

Проектування технологічних процесів виготовлення деталей має на меті встановлення найбільш раціональних і економічних способів обробки, які забезпечують виконання вимог, пред’явлених до виробу при заданій виробничій програмі.

Основні вимоги, що пред’явлені до технологічного процесу механічної обробки, полягають у тому, щоб процес обробки відбувався у раціональній організаційній формі, з повним використанням усіх технічних можливостей обладнання, інструменту та пристосувань при оптимальних режимах різання металу, допустимих на даному верстаті, найменших витрат часу та найменшої собівартості обробки.

Підґрунтям для проектування технологічних процесів механічної обробки є покрокова виробнича програма, розроблена на базі загальної виробничої програми заводу, робочі креслення виробів і технічні вимоги на їх виготовлення, паспортні та експлуатаційні дані обладнання.

На робочих кресленнях, необхідних для проектування технологічних процесів обробки деталей на металорізальних верстатах, повинні бути вказані:

– вид заготовки та її маса;

– матеріал і його марка;

– поверхні, що оброблюються;

– позначення класу шорсткості поверхні після обробки;

– допуски на неточність обробки;

– вид термічної обробки та покриття.

Проектування технологічного процесу механічної обробки деталей згідно ГОСТ 14.301-83 повинно містити вирішення наступних основних питань:

– аналіз технологічності виробу;

– встановлення типу виробництва і організаційної форми виконання технологічного процесу;

– вибір виду заготовок і визначення їх розмірів;

– встановлення плану (маршруту) і методів механічної обробки поверхонь деталей з вказівкою послідовності технологічних операцій;

– вибір типів і визначення технічних характеристик верстатного обладнання, пристосувань, різального та вимірювального інструментів, а також визначення їх кількості для виконання наміченої обробки;

– визначення операційних припусків і розмірів оброблюваних поверхонь деталей;

– визначення режимів роботи на обраному обладнанні по кожній операції;

– визначення норми часу на обробку по кожній операції;

– визначення кваліфікації роботи;

– оцінка техніко-економічної ефективності спроектованого технологічного процесу;

– оформлення документації технологічного процесу.

При виконанні даного практичного заняття за вказівками викладача ряд перерахованих питань з урахуванням виконаних раніше (вибір заготовки, розрахунок припусків тощо) можуть не розглядатися, хоча при підготовці до заняття студент повинен проробити їх за відповідними джерелами (наприклад [1]).

Порядок виконання роботи

1. Розробити технологічний маршрут обробки заданої деталі.

Вибір раціонального варіанта технологічного маршруту полягає в встановленні послідовності виконання технологічних операцій і визначення по кожній операції методу обробки і кількості обладнання, що використовується. У технологічний маршрут включаються також контрольні, проміжні, слюсарні та інші роботи.

Технологічний маршрут складають, виходячи із умов раціональної послідовності виготовлення деталі, враховуючи її конструктивні особливості, вагу, спосіб одержання заготовки, вимоги щодо точності і шорсткості обробки, виду термообробки і т.п. Обов’язковими є вимоги найбільшої продуктивності процесу обробки. Одночасно необхідно вказати, на якому верстаті буде виконуватись та чи інша операція.

У загальному випадку при розробці маршрутного технологічного процесу обробки деталі необхідно додержуватись такої послідовності:

– вибирається чистова і чорнова бази;

– першою операцією виконується обробка “чистової бази”;

– другою операцією є, як правило, обробка поверхні, прийнятої за “чорнову базу”, за умови що її не треба залишити необробленою, наступним виконується чистова обробка цієї ж поверхні;

– намічаються операції механічної обробки (усі інші відповідальні поверхні деталі піддаються послідовно чорновій і чистовій обробкам, при цьому більш точна поверхня обробля­ється після менш точної);

– визначається місце термічної обробки, якщо вона потрібка;

– встановлюється необхідність контрольних операцій;

– виходячи з міркувань зручності виконання операції розмішуються по обробці невідповідальних поверхонь;

– остаточно нумеруються намічені операції технологічного процесу;

– розроблений технологічний процес перевіряється з погляду виконання заданих технічних умов.

При встановленні технологічного маршруту обробки необхідно враховувати характер продукції і тип виробництва. Для роботизованого виробництва крім проектування операцій, пов’язаних з зміною форми деталі, визначаються траєкторія руху і швидкості переміщення руки робота, її маніпулювання, узгоджується автоматика робота з автома­тичною основою технологічного обладнання, розробляються програми роботи роботизованої системи.

2. Детально розробити одну з основних операцій технологічного процесу (за вказівкою викладача), для чого необхідно вирішити наступні основні взаємопов’язані питання:

► сформулювати назву операції, позицій, переходів, ходів;

► обрати верстат і вказати його основні характеристики;

Вибір верстата передусім визначається його можливістю забезпечити виконання технічних вимог, які висуваються до обробленої деталі стосовно точності розмірів, форми і класу шорсткості поверхні. При цьому до уваги беруться:

– відповідність верстата виду обробки (точіння, фрезерування, шліфування і ін.);

– відповідність основних розмірів верстата габаритним розмірам деталі, що обробляється;

– відповідність продуктивності верстата кількості деталей, що повинні бути оброблені протягом року;

– відповідність кінематичних даних верстата (числа обертів, подачі) необхідним режимам обробки;

– можливість більш повного використання верстата за потужністю й часом;

– найменша собівартість обробки.

Крім того, до металорізного обладнання, що працює в комплексі з промисловими роботами, ставиться ряд специфічних вимог. До робото-технічних комплексів доцільно включати обладнання, що працює з повною автомати­зацією циклу і не вимагає багато часу на переналагодження. Воно повинно забезпечувати високий рівень концентрації і суміщення переходів обробки. Для підвищення надійності цих комплексів необхідно ввести автоматизова­ний контроль у процесі обробки і забезпечити автоматизацію підведення мастильноохолоджувальних речовин у зону різання і зміни інструмента. На верстатах повинна бути передбачена надійна система подрібнення стружки та її прибирання.

Компоновка і параметри робочої зони верстата, конструкції пристроїв повинні забезпечувати вільний доступ руки промислового робота для встановлення і зняття заготовки. Усі рухомі (під час роботи) вузли верстатів, пов’язані з функціонуванням промислових роботів (піноль задньої бабки, супорт, загороди, пристрої для попереднього базування заготовок і ін.), мають бути оснащені датчиками, що фіксують їх кінцеве по­ложення.

Металорізальне обладнання повинно бути забезпечене пристроями, які б блокували його роботу при відкритих захисних загородах зони різання і при незакріпленій або невірно закріпленій заготовці.

Вибір верстатів слід проводити за каталогами, прейскурантами і довідниками.

На вибране обладнання наводяться паспортні дані: назва, тип (модель), основні розміри, потужність і ін.

► обрати допоміжні пристрої;

Для кожної операції необхідно вибрати відповідний пристрій без його конструктивної розробки. Вірно вибраний пристрій повинен сприяти підвищенню продуктивності праці й точності обробки, покращенню умов праці, ліквідації попередньої розмітки заготовок і вивірки їх при встановленні на верстаті.

Крім назви пристрою, необхідно дати його коротку характеристику і вказати, як у ньому базується деталь.

Вибір пристрою залежить від характеру обробки, геометричних форм поверхонь, що обробляються, прийнятих баз, розмірів деталі та інших умов.

► обрати різальний, допоміжний та вимірювальний інструмент для кожного позиції або переходу;

Для технологічного процесу, що розробляється, бажано застосовувати стандартний різальний інструмент, як більш дешевий, але можна розробляти й спеціальний, комбінований, фасонний інструмент, який дає можливість суміщати обробку кількох поверхонь, скорочуючи таким чином час обробки.

Вибір різальних інструментів проводиться за відповідними держстандартами або нормалями.

Для кожного вибраного інструмента слід вказати найменування, ГОСТ (нормаль), основні розміри, матеріал різальної частини та її геометрію, стійкість і ін.

Вибір засобів технічного контролю проводиться за ГОСТ 14.306-73 або за нормалями. Вимірювальний інструмент (прилад або контрольний пристрій) вибирається виходячи з розмірів і форми деталі, що вимірюється, необхідної точності вимірювань, а також типу виробництва.

Для підвищення надійності робото-технічних комплексів необхідно забезпечити автоматизацію контролю в процесі обробки.

► розрахувати або вибрати режим різання для кожної операції, переходу;

Для однієї з основних операцій технологічного процесу режими різання розраховуються за формулами теорії різання, а для інших операцій – обираються за нормативними таблицями (при цьому обов’язково повинно бути посилання на джерело).

Вихідними даними для вибору режимів різання є:

– дані по деталі, що обробляється (робоче креслення і технічні умови);

– характеристики матеріалу (марка, стан, механічні властивості), форма, розміри і допуски на обробку;

– допустимі відхилення від геометричної форми (овальність, конусність, допустимі похибки взаємного розташування окремих поверхонь);

– необхідний клас шорсткості обробленої поверхні, зміцнення, відпускання.

Відомості про заготовку:

– рід заготовки;

– величина і характер розподілу припусків;

– стан поверхневого шару (наявність кірки, окалини, зміцнення).

Елементи режиму різання вибираються таким чином, щоб досягти найбільшої продуктивності праці при найменшій собівартості даної технологічної операції.

Вибір елементів режиму різання невіддільний від вибору різаль­ного інструмента з точки зору його матеріалу, конструкції і геометрії різальної частини.

Методика розрахунку режимів різання для різноманітних видів обробки описана в роботах [3], [6], [7], [8].

При багатоінструментальній обробці, тобто при технологічній наладці, що передбачає одночасно обробку декількох поверхонь кількома інструментами (принцип концентрації операцій), режими різання наладки визначаються за лімітуючим інструментом, у якого в умовах одноінструментальної обробки машинний час різання металу є найбільшим. Для інших інструментів швидкість різання обирають таким чином, щоб машинний час цих інструментів був найбільш близьким до машинного часу лімітуючого інструмента.

Детальніше розрахунок режимів різання при багатоінструменталь­ній обробці розглянутий у довіднику [3].

► визначити технічну норму часу;

Технічна норма, що визначає витрати часу на обробку, є основою для оплати праці, калькуляції собівартості деталі й виробу. На базі технічних норм розраховуються тривалість виробничого циклу, необхідна кількість обладнання, інструментів і робітників, визначається виробнича потужність цехів (окремих ділянок), проводиться загальне планування виробництва.

► визначити розряд роботи;

Для кожної операції технологічного процесу встановлюється розряд кваліфікації роботи. Він визначається за тарифно-кваліфікаційним довідником відповідної галузі промисловості.

3. За результатами виконаних розробок і розрахунків заповнити технологічну документацію – карти маршрутного технологічного процесу та операційні карти для однієї операції.

Основні правила оформлення технологічної документації наведені в додатку 1, приклади заповнення маршрутних і операційних карт – в додатку 2.

Звіт про виконання роботи повинен містити:

1. Стислий виклад справжньої інструкції.

2. Ескіз деталі.

3. Маршрутний технологічний процес механічної обробки.

4. Дані щодо детальної розробки однієї з операцій (за вказівкою викладача), за необхідністю – операційний ескіз.

5. Заповнені карти технологічного процесу.

Список використаної літератури:

1. Розробка дипломного проекту технологічного напрямку / Б.Д.Буц, О.Є.Джур, Є.Ю.Ніколенко, Д.І.Шевчук: Навчальний посібник – Д.: РВВ ДДУ, 2000. – 80с.

2. Металлорежущие станки: Каталог справочник/НИИ МАШ. 1981. – 600с.

3. Обработка металлов резанием.: Справочник технолога. / А.А.Панов, В.В.Аникин, Н.Г.Бойм и др.; под. ред. А.А.Панова. – М.:Машиностроение; 1988. – 736с.

4. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. / Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. – М.:Машиностроение, 1985. Т.1. – 656с.

5. Колесников Л.А. Приспособления спутника автоматических линий. – М.:Машиностроение, 1980. – 43с.

6. Справочник технолога-машиностроителя: В 2-х т. / Под ред. А.Г.Косиловой, Р.К.Мещерякова. 4-е узд., перераб. и доп. М.:Машиностроение, 1985. Т.2. – 496с.

7. Режимы резания металлов: Справочник / Под ред. Ю.В.Барановского. – М.:Машиностроение, 1972. – 407с.

8. Режимы резания труднообрабатываемых материалов: Справочник / Я.Л.Гуревич, М.В.Горохов, В.И.Захаров и др. – М.:Машиностроение, 1986. – 240с.

9. Методические указания №6 от 88 по Заполнению документов входящих в технологический процесс, с разъяснением отдельных требований ЕСТД. Приложение СТП 102-311-88.

10. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию «Оформление технологической документации». – Д.: ДГУ, 1989. – 48с.

11. Стандарт предприятия. Комплексная система управления качеством продукции и эффективное использование ресурсов. Технологические процессы. Порядок разработки, обработки и утверждения, учета и внесения изменений в технологические документы. СТП 102-311-88.