Разработка технологических операций

Основные задачи, которые решаются на этом этапе, следующие: определение рациональной структуры операции, что позволяет разработать или уточнить содержание и последовательность пере­ходов в операции; выбор средств технологического оснащения, что является основанием для заказа новых СТО, в том числе средств контроля и испытаний; выбор средств механизации и автоматиза­ции выполнения операции, а также выбор внутрицеховых средств транспортирования заготовки, назначение и расчет режимов обра­ботки. Для решения перечисленных задач технолог должен распо­лагать: документацией на типовые, групповые или единичные технологические операции; классификатором технологических опе­раций; стандартами, каталогами на СТО; документацией по выбору технологических нормативов.

В гл. 3 было отмечено, что если технологическая база не совпа­дает с конструкторской, необходимо пересчитать размеры, опреде­ляющие взаимное расположение поверхностей. Этим и объясняется необходимость введения таких технологических размеров (проме­жуточных и окончательных), которые обеспечили бы требования чертежа. Технологические размеры устанавливают в результате размерного анализа технологического процесса изготовления детали с помощью решения размерных цепей методом максимума-минимума [20].

Размерный анализ технологического процесса выполняют после того, как разработан маршрутный технологический процесс изго­товления детали, для каждой ее поверхности установлены число и последовательность переходов и указаны необходимые для определения операционные технологиче­ские размеры.

Вопросы размерного анализа подробно рассмотрены в работе [201.

Нормирование технологического процесса

На основании исходных данных производят расчет и нормиро­вание затрат труда на выполнение процесса, определяют разряд работ и дают обоснование профессий его исполнителей (см. гл. 8). На этом же этапе выполняют расчет норм расхода необходимых материалов.

Определение требований техники безопасности

Стандарты системы безопасности труда и соответствующие инструкции позволяют разработать требования по технике безопас­ности и производственной санитарии применительно к условиям конкретного производства (шум, вибрация, радиация, загазован­ность, опасные и вредные вещества в воздухе рабочей зоны и т. п.). На этом этапе решают также вопросы обеспечения устойчивости экологической среды.

Расчет экономической эффективности технологического

процесса

Используя методику расчета экономической эффективности технологических процессов, выбирают из них оптимальный вари­ант.

Оформление технологической документации

На основании стандартов ЕСТД технологический процесс оформляют документально, производят нормоконтроль документа­ции, согласуют ее со всеми заинтересованными службами и утверждают.

Виды технологической документации определены ГОСТ 3.1102—81.

11.3. Построение операций технологического процесса обработки заготовок

Степень концентрации и дифференциации операций является важнейшим принципом при построении операции техно­логического процесса механической обработки заготовок деталей машин.

Концентрацией операций называют соединение нескольких простых технологических переходов в одну сложную операцию.

Дифференциацией операций называют разделение операции на несколько более простых.

При концентрации операций сокращают число установов заго­товок на станок, широко применяют многоинструментную обра­ботку одно или нескольких поверхностей, а также многоместную обработку. При этом повышается точность взаимного расположе­ния обрабатываемых поверхностей, производительность обработки за счет снижения основного и вспомогательного времени, сокра­щается длительность производственного цикла, упрощается кален­дарное планирование, возрастают требования к точности станка, его технологическим возможностям. Рабочий высокой квалифика­ции вынужден выполнять как окончательную, так и предваритель­ную обработку.

При дифференциации операций точную чистовую обработку выполняют на высокоточном оборудовании с использованием рабо­чих высокой квалификации; предварительную черновую обработку производят простейшими и высокопроизводительными методами на простых станках рабочие более низкой квалификации.

В технологических процессах современного машиностроения применяют оба принципа в зависимости от конкретных условий.

Для технологических процессов единичного и мелкосерийного производства характерны операции, построенные на принципе их концентрации. По этому же принципу разрабатывают технологи­ческие процессы в крупном и тяжелом машиностроении с исполь­зованием переносных станков.

В среднесерийном производстве применяются оба принципа: концентрация операций предусматривается для обработки на станках с ЧПУ и быстропереналаживаемых агрегатных станках и автоматах, а дифференциация — на переменно-поточных линиях групповой обработки.

При использовании принципа концентрации операций в массо­вом и крупносерийном производстве применяют многошпиндельные автоматы, автоматизированные производственные системы, станки с ЧПУ. Если же используют поточные и автоматические линии с применением высокопроизводительного, простого, специального оборудования, то может быть применен принцип дифференциации.

При разработке технологической операции стремятся умень­шить штучное время.

Степень концентрации операций, возможность снижения штуч­ного времени в значительной степени зависят от выбранной схемы построения операций. Различные схемы построения станочных операций имеют различные возможности совмещения технологиче­ских переходов. Штучное время для выполнения операции опре­деляют по формуле (8.1), где составляющие /_орг, U, /_л. п берут в процентах от оперативного времени. Таким образом, решающее влияние на структуру штучного времени оказывает оперативное время: t_on = t₀ -f t_B. Поэтому анализ схем построения станочных операций целесообразно проводить по составляющим этого вре­мени.

Для более полной и наглядной характеристики возможностей перекрытия вспомогательного времени его целесообразно разде­лить на пять составляющих: 1) t_JC — время установки заготовки для ее обработки на станке и время ее съема со станка по окончании обработки; 2) t_yD — время, затраченное на управление станком; 3) 4ш_Д —- время, затраченное на индексацию, — включает время поворота и фиксации шпиндельных блоков, столов и барабанов, несущих заготовки, а также линейное перемещение в другие пози­ции столов с заготовками или суппортов с инструментами, время поворота револьверных и резцовых головок, время поворота делительных приспособлений и кондукторов; время, затраченное на перемещение заготовок в новые позиции; 4) t_c,_n — время смены инструмента в процессе выполнения отдельных переходов операции (например, время установки и смены инструмента в быстросменном патроне сверлильного станка и др.); 5) 4зм — время установки инструмента на размер и время, затраченное на контрольные изме­рения при работе по методу пробных рабочих ходов и промеров; в большинстве случаев t_aaK не удается перекрыть основным време­нем, однако при применении активных методов измерения (автома­тизированных) такое перекрытие возможно.

Схемы станочных операций можно подразделить по различным признакам:

одноместные и многоместные — по числу одновременно устанав­ливаемых для обработки заготовок;

одноинструментные и многоинструментные — по числу участ­вующих в обработке инструментов;

последовательного, параллельного и параллельно-последова­тельного выполнения, определяемые последовательной или парал­лельной работой инструментов, а также последовательным или параллельным расположением нескольких заготовок по отношению к режущим инструментам.

Различное сочетание отмеченных признаков образует различ­ные схемы станочных операций.