
- •Лекция 11. Проектирование тп в пределах этапа обработки
- •Уточнение методов обработки и выбор оборудования
- •Характеристики зубошевинговальных станков Таблица 11.1
- •Tо115 Выбор зубошевинговального станка
- •Выбор технологических баз и типа приспособления
- •Формирование последовательности операций
- •Формирование структуры операций
- •Вопросы к лекции 11
Лекция 11. Проектирование тп в пределах этапа обработки
Проектирование ТП в пределах этапа обработки – третья стадия проектирования ТП методом синтеза.
В результате разработки принципиальной схемы технологический процесс текущей детали оказывается разделенным на несколько этапов. Исходная информация – принципиальная схема ТП с указанием номера, наименования этапа, номеров обрабатываемых поверхностей с их характеристиками точности и шероховатости на каждом этапе.
Дальнейшее проектирование ТП ведется в пределах этапа, при этом решаются следующие задачи:
уточнение методов обработки и выбор оборудования;
выбор технологических баз и приспособления;
формирование последовательности и структуры операций.
В результате выполнения данной стадии проектирования ТП синтезируется выходная информация: условный маршрут обработки детали, модели станков по операциям и приспособления, структура операции – перечень переходов. Как видно из задач, третья стадия – самая трудоемкая.
Уточнение методов обработки и выбор оборудования
Выбор методов обработки и типа оборудования определяется условиями проектирования ТП. Если ТП разрабатывается при проектировании нового цеха или завода, технолог может выбирать любые оптимальные по экономическим критериям виды обработки и оборудования. При заводской разработке ТП технолог обязан исходить из условия использования имеющегося в цехе (на участке) оборудования.
Для решения вопроса окончательного выбора методов обработки и оборудования необходимо установить технологические комплексы, т.е. группы поверхностей, которые можно обрабатывать за одну операцию и в одном установе. Во многих случаях вопрос о формировании комплексов решается с учетом конфигурации детали, назначения и формы поверхностей. Поверхности деталей – тел вращения (валы, втулки, диски и т.д.) – разделяются, как правило, на два технологических комплекса с тем, чтобы поверхности каждого комплекса можно было обрабатывать при одном установе с одной и другой стороны от поверхности с максимальным диаметром. Гораздо большее число комплексов поверхностей приходится формировать при обработке корпусных деталей – оно будет значительным при использовании универсальных станков и может быть уменьшено при использовании современного оборудования. Так, станки типа обрабатывающего центра с поворотным столом позволяют вести обработку поверхностей различной формы, расположенных на всех сторонах заготовки при одном установе.
Комплексирование (объединение поверхностей в технологические комплексы для обработки) особенно важно для финишных ступеней обработки, так как обработка поверхностей при одном установе позволяет наиболее простым и экономичным способом обеспечить требуемую по чертежу точность взаимного расположения поверхностей (по параллельности, перпендикулярности, соосности).
Известно, что одинаковые точности обработки и качество обработанной поверхности могут быть достигнуты различными способами. Поэтому сначала подбирают для обработки каждой поверхности или комплекса поверхностей на каждом этапе несколько возможных методов обработки и оборудования, а затем сопоставляют варианты по производительности и технологической себестоимости.
При отборе вариантов целесообразно использовать справочные и нормативные материалы по трудоемкости и себестоимости отдельных методов обработки.
Основными факторами, влияющими на выбор оборудования, являются:
конструкция детали, ее габаритные размеры и другие характеристики (например, обрабатываемость);
требуемая точность обработки;
вид заготовки (штучная, из прутка);
объем выпуска изделий, тип производства, размер партии заготовок.
Выбор оборудования выполняется в три шага:
выбор группы станка (токарный, фрезерный и т.д. – отбирается сопоставлением вариантов обработки, как было отмечено выше);
выбор класса станка (универсальный или с программным управлением);
выбор типоразмера станка (модели).
Эффективность применения станков с ЧПУ выражается:
1) в повышении точности и однородности обрабатываемых деталей;
2) в повышении производительности обработки благодаря уменьшению доли вспомогательного времени с 70 – 80% для обычных станков до 40 – 45%; в среднем производительность возрастает: для токарных станков в два-три раза, для фрезерных – в три-четыре раза и для обрабатывающих центров – в пять-шесть раз;
3) в снижении себестоимости обработки, связанном с повышением производительности, снижением затрат на приспособления и т.п.;
4) в значительном сокращении потребности в высококвалифицированных станочниках (вследствие многостаночного обслуживания и др.).
Имеются сферы производства, в которых применение станков с ЧПУ является явно целесообразным. Сюда относится обработка заготовок, которые имеют сложную конфигурацию и различные фасонные поверхности и изготовление которых на традиционных станках невозможно или требует больших затрат времени и труда.
Выбирая типоразмер станка, руководствуются принципами соответствия:
1) рабочей зоны станка конфигурации и габаритным размерам детали (например, токарную обработку деталей типа дисков, колец малой длины и большого диаметра выгоднее и удобнее выполнять не на токарно-винторезном, а на токарно-лобовом или на токарно-карусельном станке);
2) точностных возможностей станка заданной по технологии точности обработки заготовки;
3) мощности, жесткости и кинематических возможностей станка оптимальным режимам резания;
4) производительности станка заданной программе выпуска деталей. В случае малой производительности для операции может потребоваться несколько станков. С другой стороны, применив станок чрезмерно большой производительности, не сможем его достаточно загрузить.
Выбор типоразмера станка относится к задачам, число решений которых невелико, а логические зависимости их выбора достаточно сложны.
В качестве примера рассмотрим фрагмент базы знаний выбора оборудования – выбор зубошевинговальных станков, характеристики которых представлены в табл. 11.1. Для формального представления алгоритма выбора решений этой задачи можно использовать таблицу решений с ограниченными входами (ТО115).