- •Конспект лекцій
- •Кафедра зносостійкості та відновлення деталей
- •Конспект лекцій
- •1 Основи проектування технологічних процесів обробки матеріалів
- •1.1 Виробничий і технологічний процеси
- •1.1.1 Визначення й основні поняття
- •1.1.2 Класифікація машинобудівного виробництва
- •1.1.3 Концентрація і диференціація технологічного процесу
- •Запитання для самоконтролю
- •1.2 Вибір заготовок
- •1.2.1 Технологічні методи отримання заготовок
- •1.2.2 Припуски на механічну обробку
- •Запитання для самоконтролю
- •1.3 Бази і базування при обробці заготовок і складанні деталей
- •1.3.1 Поняття про бази, їхня класифікація і призначення
- •1.3.2 Принципи постійності бази й суміщення баз. Закріплення деталей
- •1.4 Точність у машинобудуванні
- •1.4.1 Поняття про точність
- •1.4.2 Відхилення від форми і взаємного розміщення плоских і циліндричних поверхонь
- •1.4.3 Точність деталей
- •1.4.4 Точність спряжень
- •1.4.5 Жорсткість системи верстат-пристрій-інструмент-деталь (впід)
- •1.4.6 Вплив на точність обробки температури й інших чинників
- •1.4.7 Розсіювання розмірів оброблюваних заготовок і закони розподілу розмірів
- •1.4.8 Розрахунково-аналітичний метод забезпечення точності оброблюваних заготовок
- •Запитання для самоконтролю
- •1.5 Якість поверхонь деталей машин після механічної обробки
- •1.5.1 Поняття про якість поверхні
- •1.5.2 Значення якості поверхонь деталей машин
- •1.5.3 Параметри і характеристики шорсткості поверхонь
- •1.5.4 Позначення шорсткості поверхонь
- •1.5.5 Засоби оцінки шорсткості поверхонь
- •Запитання для самоконтролю
- •1.6 Технологічність конструкцій деталей і машин
- •1.6.1 Основні поняття
- •Запитання для самоконтролю
- •1.7 Проектування технологічний процесів виготовлення деталей машин
- •1.7.1 Загальні положення
- •1.7.2 Вихідні дані і етапи розробки технологічних процесів
- •1.7.3 Аналіз технічних вимог креслення, виявлення технологічних задач і умов виготовлення деталі
- •1.7.4 Технічне нормування
- •1.7.5 Вибір режимів різання
- •1.7.6 Оформлення (документація) технологічних процесів механічної обробки
- •1.7.7 Економічна оцінка технологічних процесів
- •2 Методи механічної обробки матеріалів
- •2.1 Загальні відомості
- •2.1.2 Основні методи обробки різанням
- •2.1.3 Основні частини і елементи різця, його геометричні параметри
- •2.1.4 Елементи режиму різання і переріз зрізуваного шару
- •2.1.5 Процес стружкоутворення при різанні металів та явища, що його супроводять
- •2.1.6 Теплові явища при різанні матеріалів
- •2.1.7 Спрацювання і стійкість різального інструмента
- •2.1.8 Класифікація і умовні позначення металорізальних верстатів
- •2.1.9 Приводи верстатів
- •2.2 Обробка на верстатах токарної групи
- •2.2.1 Токарні різці та їх застосування
- •2.2.2 Пристрої для закріплення заготовок на токарних верстатах
- •2.2.3 Основні роботи, які виконують на токарно-гвинторізних верстатах
- •2.2.4 Основний технологічний час при точінні
- •2.2.5 Токарно-карусельні верстати і роботи, які на них виконують
- •2.2.6 Багаторізцеві токарні верстати і роботи, які виконують на них
- •2.2.7 Обробка деталей на токарно-револьверних верстатах
- •2.3. Обробка заготовок на свердлильних і розточувальних верстатах
- •2.3.1 Обробка отворів на свердлильних верстатах
- •2.3.2 Свердла
- •2.3.3 Зенкери
- •2.3.4 Розвертки
- •2.3.5 Свердлильні верстати
- •2.3.6 Обробка заготовок на розточувальних верстатах
- •2.4 Обробка заготовок на фрезерних верстатах
- •2.4.1 Основні характеристики процесу фрезерування
- •2.4.2 Основні типи фрез і їхнє призначення
- •2.4.3 Фрезерні верстати
- •2.4.4 Основні види фрезерних робіт
- •2.5 Обробка на стругальних і довбальних верстатах
- •2.5.1 Основні характеристики обробки струганням і довбанням
- •2.5.2 Стругальні й довбальні різці
- •2.5.3 Основні роботи, які виконують на стругальних верстатах
- •2.6 Обробка заготовок на протяжних верстатах
- •2.6.1 Характеристика обробки протягуванням
- •2.6.2 Основні елементи і геометричні параметри протяжок
- •2.6.3 Роботи, які виконують на протяжних верстатах
- •2.7 Зубонарізання
- •2.7.1 Загальні відомості
- •2.7.2 Фрезерування зубців циліндричних і черв’ячних зубчастих коліс
- •2.7.3 Нарізання зубців зубчастих коліс на зубодовбальному верстаті
- •2.7.4 Нарізання зубців конічних зубчастих коліс
- •2.8 Обробка заготовок на шліфувальних верстатах
- •2.8.1 Загальні відомості
- •2.8.2 Абразивний інструмент
- •2.8.3 Шліфувальні верстати
- •2.9 Викінчувальні методи обробки
- •2.9.1 Обробка поверхонь
- •2.9.2 Обробка зубців зубчастих коліс
- •2.10 Покращення оброблюваності труднооброблюваних матеріалів
- •2.10.1 Обробка з пічним підігрівом
- •2.10.2 Обробка з підігріванням газополуменевим пальником
- •2.10.3 Обробка з електроконтактним нагріванням
- •2.10.4 Обробка з індукційним нагріванням
- •2.10.5 Обробка з електродуговим нагріванням
- •2.10.6 Обробка з підігріванням плазмовою дугою
- •2.10.7 Лазерно-механічна обробка
- •3 Немеханічна обробка матеріалів
- •3.1 Електрофізичні й електрохімічні методи обробки
- •3.1.1 Загальні відомості
- •3.1.2 Електроерозійні методи обробки
- •3.1.3 Електрохімічні методи обробки
- •3.1.4 Анодно-механічна обробка
- •3.1.5 Хімічні методи обробки
- •3.1.6 Хіміко-механічна обробка
- •3.1.7 Ультразвукова обробка
- •3.1.8 Безабразивна ультразвукова фінішна обробка
- •3.2. Променеві методи обробки
- •3.2.1 Електронно-променева обробка
- •3.2.2 Лазерна обробка
- •3.2.3 Плазмова обробка
1.7.3 Аналіз технічних вимог креслення, виявлення технологічних задач і умов виготовлення деталі
Розробці ТП передує докладне вивчення робочого креслення деталі і умов її роботи у складальній одиниці виробу. Деталь входить складовою частиною у виріб, і її розміри є ланками складальних розмірних ланцюгів або впливають на характеристики якості складальних спряжень.
Робоче креслення повинне давати повне уявлення про деталь, мати достатню кількість проекцій, розрізів і видів; розміри всіх поверхонь із допусками на їхнє виконання; технічні вимоги за формою і розташуванням поверхонь, а також по їхніх специфічних властивостях (наприклад, твердості поверхневого шару і її глибині). Креслення за оформленням повинне відповідати стандартам ЄСКД.
Технічні вимоги на виготовлення деталі містять:
– граничні відхилення розмірів і шорсткості поверхонь;
– допуски форми, площинності, некруглості і профілю перетину;
– допуски розташування, паралельності площин, співвісності шийок вала, симетричності профілю перетинів;
– вид термічної обробки й твердість робочих поверхонь, вид покриття;
– специфічні властивості (необхідність балансування, допустиму неврівноваженість).
При розгляді технічних вимог виявляють технологічні задачі отримання даної деталі.
Для цього виділяють найбільш відповідальні поверхні, сукупність вимог до яких визначає заключні методи і маршрут обробки, необхідне технологічне обладнання.
Специфічні вимоги до виготовлення деталі потребують наявності в маршруті обробки відповідних операцій (наприклад, операцій по динамічному балансуванню деталі).
Аналіз технічних вимог по розташуванню осей отворів, площин і інших поверхонь деталей встановлює технологічні задачі на вибір поверхонь заготовки для базування при обробці, схем базування і закріплення заготовок в операціях, схем виконання обробки заданого профілю деталі, а також типів пристосувань і ріжучих інструментів.
Розробка ТП для існуючих виробництв передбачає ретельне вивчення умов роботи підприємства. Встановлюють наявність виробничих площ, на яких розміщене обладнання, необхідне для виготовлення проектованого виробу; визначають можливості модернізації технологічного обладнання і розширення виробничих площ для збільшення обсягів випуску виробів; з'ясовують можливості даного підприємства по застосуванню нових технологічних методів отримання заготовок і механічної обробки поверхонь заготовок, прогресивного допоміжного і ріжучого інструменту, а також ЗТО.
1.7.4 Технічне нормування
Розробка технологічного процесу звичайно, завершується встановленням технічних норм часу для кожної операції.
Технічну норму часу визначають на основі розрахунку режимів різання, із врахуванням повного використання ріжучих властивостей інструменту і виробничих можливостей обладнання.
Технічна норма часу характеризує час, необхідний для виконання визначеної роботи в умовах даного виробництва з врахуванням передового досвіду і сучасних досягнень техніки, технології й організації виробництва.
Технічні норми часу є вихідними розрахунковими величинами для визначення виробничої потужності робочого місця, ділянки, цеху, а також для розрахунку попередньої калькуляції собівартості обробки.
Витрати робочого часу підрозділяють на час роботи і час перерв у роботі.
Час роботи складається з підготовчо-заключного часу, оперативного і часу обслуговування робочого місця.
Час перерв у роботі включає перерви на відпочинок (якщо він передбачений умовами роботи) і природні потреби.
Підготовчо-заключний час - це час, що витрачається робітником на ознайомлення з роботою, підготування до роботи (налаштування верстату, приспосіблень і інструментів для виготовлення партії деталей), а також на виконання дії, пов'язаних із закінченням даної роботи (знімання з верстату і повернення приспосіблень і інструментів, залишків необроблених заготовок).
Підготовчо-заключний час повторюється з кожною партією оброблюваних заготівель і не залежить від розміру партії.
Оперативний час - час, що безпосередньо витрачається на виконання даної операції. Він повторюється з кожною оброблюваною заготовкою або періодично - з кожною групою одночасно оброблюваних заготовок.
Оперативний час являє собою суму технологічного (основного) і допоміжного часу.
Технологічний (основний) час - це час, що витрачається безпосередньо на обробку заготовки, тобто на зміну її форми, розмірів і стану. Залежно від ступеня участі робітника він може бути машинним, ручним, або машинно-ручним.
Машинним називається час, що витрачається на обробку заготовки механізмами верстата під спостереженням робітника.
Машинно-ручним називається час, що витрачається на обробку заготовки за допомогою механізмів верстату, але при особистій участі робітника (наприклад, робота на верстаті з ручною подачею).
Ручним називається час, що витрачається робітником на обробку заготовки без застосування механізмів верстата (ручне відпилювання, рубка зубилом і т.п.).
Допоміжний час - це час, що витрачається на різноманітні допоміжні дії робітника, безпосередньо пов'язані з основною роботою (установка, закріплення і зняття оброблюваної заготовки, пуск і зупинка верстата, виміри, зміна режимів роботи і т.п.).
Час обслуговування робочого місця - час, що витрачається робітником на обслуговування свого робочого місця протягом усього часу виконання даної операції.
Він складається з часу організаційного обслуговування (огляд, змазування, очистка верстату і т.п.) і часу технічного обслуговування (підналагодження верстату, зміна, заточування і підналаштовування ріжучого інструменту).
Величина часу обслуговування робочого місця в серійному виробництві складає приблизно 3% від оперативного часу.
Технічна норма часу при обробці партії заготовок називається калькуляційним часом (Тк) і визначається як сума підготовчо-заключного часу (Тп.з) і норми штучного часу (Тш).
Тк = Тп.з/х + Тш хв, (1.21)
де х - кількість деталей в одній партії.
Норма штучного часу складається з норми оперативного часу Топ, норми часу на обслуговування Тоб і норми часу на перерви в роботі (відпочинок і природні потреби) Тпер або
Тш = Топ + Тоб + Тпер хв. (1.22)
Норма оперативного часу включає норму технологічного (основного) часу То, і норму допоміжного часу Тд, не перекритого машинним часом:
Топ = То + Тд хв. (1.23)
Технічна норма часу (калькуляційний час - Тк) визначається за формулою:
Тк = Тп.з /х + То + Тд + Тоб + Тпер хв. (1.24)
Норма виробітки Н є величиною, оберненою технічній нормі часу, і являє собою кількість продукції, що повинна бути зроблена робітником за одиницю часу (хвилину, годину, зміну).
Для розрахунку технологічного часу користуються основною формулою, загальною для всіх видів обробки, при чому ця формула змінюється в залежності від того або іншого виду обробки:
То = (L / Sм)i год, (1.25)
L = l + 11 + l2 мм, (1.26)
де L - повна довжина переміщення заготовки або інструменту в напрямку подачі, мм;
l - довжина оброблюваної поверхні, мм;
11 - розмір врізання інструмента, мм;
l2 - розмір перебігу інструменту або заготовки в напрямку подачі, мм;
i - число проходів;
Sм - розмір відносного переміщення заготовки або інструмента в напрямку подачі в одну хвилину, мм/хв.;
Технологічний час залежить від правильного вибору елементів режиму різання: глибини різання, подачі і швидкості різання.
