Особенности проектирования группового технологического процесса обработки

В условиях мелкосерийного и среднесерийного производств, когда изготовление деталей ведется небольшими партиями, возникают большие потери времени, связанные с переналадкой станков при переходе от изготовления одной детали к другой. В этих условиях целесообразно использовать групповую обработку заготовок, которая осуществляется без переналадки или с минимальной переналадкой станков.

Групповая обработка используется в среднесерийном производстве при создании переналаживаемых агрегатных станков и автоматических линий. Благодаря развитию методов групповой обработки стала возможной автоматизация мелкосерийного и единичного производства и построение гибких производственных систем (ГПС).

При проектировании технологических процессов групповой обработки производится классификация заготовок, которая существенно отличается от классификации заготовок, проводимой при проектировании типовых технологических процессов. Если при типизации технологических процессов заготовки классифицируются по общим конструктивно-технологическим признакам, то при групповой обработке заготовки объединяются в группы по признаку общности технологического оборудования, необходимого для обработки отдельных поверхностей заготовок, сочетаний поверхностей заготовок или заготовок в целом, т.е. по видам обработки (обработка на токарных станках, фрезерных, сверлильных и др.).

При формировании группы заготовок дополнительно учитываются такие признаки, как: точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей; близость размеров исходных заготовок, позволяющая обрабатывать их на одном и том же оборудовании в однотипных приспособлениях с применением одинакового инструмента; серийность выпуска заготовок; трудоёмкость обработки отобранных заготовок (деталей) в количестве, обеспечивающем полное выполнение программы в течение определённого планового периода (месяца, квартала, года).

Групповая обработка может распространяться как технологический процесс в целом, так и на отдельные операции.

Групповая технологическая операция – это операция совместного изготовления групп изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

При проектировании отдельных групповых операций заготовки объединяют в группы для обработки на одном и том же станке при его неизменной наладке. В ряде случаев при переходе к обработке другой заготовки данной группы допускается незначительная подналадка станка, которая должна осуществляться с минимальной затратой времени (замена режущего инструмента, сменных установочных или зажимных элементов группового приспособления, перестановка линейных и диаметральных упоров и т.п.).

Групповые операции наиболее успешно применяются для деталей, цикл изготовления которых ограничивается одной операцией (например, токарно-автоматные или токарно-револьверные операции), а также для заготовок, которые после данной операции проходят обработку по индивидуальным процессам или входят в новые группы заготовок, формируемые для других операций.

При выполнении групповой обработки заготовок наладку станка производят для наиболее сложной детали группы, включающей в себя все поверхности, встречающиеся у отдельных деталей группы. В случае, когда такая деталь в группе отсутствует, специально создается комплексная деталь, объединяющая в себе обрабатываемые элементы всей группы деталей (рисунок 1).

Для наиболее сложной детали группы (или для комплексной детали) устанавливается последовательность и содержание переходов групповой операции и разрабатывается схема групповой наладки станка. Осуществленная таким образом наладка станка позволяет любую заготовку группы без значительной переналадки.

Действительные детали, каждая из которых проще комплексной, обрабатываются при этой наладке с пропуском отдельных инструментов и позиций, а также при незначительной переналадке.

На рисунке 1, а показаны детали небольших партий, обрабатываемые на токарно-револьверном станке из пруткового материала, которые могут быть объединены в одну группу с использованием универсального переналаживаемого цангового патрона с базированием по наружной цилиндрической поверхности.

Рисунок 1 – Формирование комплексной детали

а – группа деталей; б – комплексная деталь; 1-10 – сочетание элементарных обрабатываемых поверхностей

Комплексная деталь (рисунок 1, б) должна иметь все поверхности данной группы деталей, а именно: наружную поверхность – цилиндрическую двухступенчатую с резьбой, отверстие – двухступенчатое.

Применяя нумерацию поверхностей, составляют карту револьверной операции для комплексной детали. Так, на первой позиции пруток подается до упора в торец 1, который подрезают резцом, установленным в поперечном суппорте, затем на второй и третьей позициях центрируют и сверлят поверхность 8 с одновременным обтачиванием поверхности 6. На четвертой позиции протачивают поверхность 3 и подрезают торец 5. В пятой позиции зенкеруют поверхность 10 отверстия на длину до торца 9 и протачивают канавку 4 резцом, установленным в поперечном суппорте. На шестой позиции нарезают резьбу на поверхности 2 и отрезают деталь от прутка по поверхности 7.

На токарно-револьверных станках групповые наладки могут применять используя часть позиций револьверной головки и суппорта для размещения инструмента, применяемого для обработки заготовок одной группы, а другую часть позиций – для другой группы заготовок. При этом, некоторые позиции могут быть использованы для обработки заготовок обеих групп.

Применяя многошпиндельные сверлильные головки на обычных сверлильных станках, также можно осуществить групповую наладку, используя часть шпинделей для обработки заготовок одной группы, а другую часть – для сверления отверстий в заготовках второй группы.

Групповая обработка значительно сокращает подготовительно-заключительное и вспомогательное время, так как групповая наладка имеет готовую документацию и оснастку, не требует сложных переналадок станка при обработке деталей одной группы с расчетными режимами резания, близкими к оптимальным.