4.12. Структура технологического проектирования

Проектирование ТП изготовления заготовки. Основными факто­ рами, определяющими вид заготовки, являются материал детали, ее конфи­ гурация и габаритные размеры. Во многих случаях заданный по чертежу ма­ териал уже определяет вид заготовки. Если это литейный сплав, то заготов­ кой будет отливка, если деформируемый сплав, то заготовкой будет прокат или поковка. В последнем случае следующим определяющим фактором яв­ ляется конфигурация детали. Для деталей типа гладких пальцев, штифтов, шпилек, ступенчатых валов с малым перепадом диаметральных размеров це­ лесообразным видом заготовки будет черный или калиброванный прокат; для валов и других аналогичных деталей с большей разницей в диаметраль­ ных размерах ступеней в целях экономии материала поковки нужно изготов­ лять ковкой или штамповкой. При этом включается третий определяющий фактор - объем выпуска или тип производства.

Общим правилом в этом случае будет следующее: чем больше объем выпуска изделий, тем более совершенный способ получения заготовки будет целесообразным. Так, для заготовок из деформируемых сталей и сплавов по мере роста объема выпуска изделий будет целесообразным движение:

свободная ковка -» ковка в подкладных штампах -> ковка в закрытых штампах —►безоблойная штамповка.

Для отливок самый простой и наименее точный способ - литье в пес­ чаные формы с ручной формовкой. По мере роста объема выпуска будут экономически оправданы переходы:

литье в песчаные формы с машинной формовкой -> литье в оболочко­ вые формы —►литье в кокиль литье по выплавляемым моделям —> литье под давлением.

Размеры заготовок и допуски на их размеры могут определяться как до выполнения этапа расчета припусков и операционных размеров (на основе отраслевого стандарта на общие припуски), так и после на основе расчета операционных припусков и размеров.

Таким образом, технологические процессы получения заготовок опре­ деляются технологическими свойствами материала, конструктивными фор­ мами и размерами детали и программой выпуска. В действующем производ­ стве учитываются возможности заготовительных цехов (наличие соответст­ вующего оборудования), плановые сроки подготовки производства (проект­ ные работы, изготовление штампов, моделей, пресс-форм).

Проектирование ТП обработки детали. В проектировании ТП обра­ ботки различаются следующие стадии: разработка маршрута обработки от­ дельной поверхности, разработка принципиальной схемы ТП, разработка пе­ реходов, разработка операций, разработка технологического маршрута.

Принципиальная схема ТП —это последовательность этапов обработ­ ки. Этап - это одна или несколько операций, связанных с решением какой-то конкретной задачи (подготовка технологических баз, черновая обработка поверхностей, термообработка и т.д.).

С точки зрения последовательности выполнения названных стадий разработки ТП возможны два подхода:

Первый подход содержит следующую последовательность стадий: принципиальная схема ТП —> маршрут —►операция —►переход.

На каждой последующей стадии решение предыдущей стадии детализирует­ ся (как правило, в нескольких вариантах) и выбирается оптимальное.

Второй подход основан на анализе отдельных поверхностей и проек­ тировании переходов их обработки. Далее переходы упорядочиваются в опе­ рации, а операции - в маршруты обработки детали. Второй подход имеет следующую последовательность:

переход —> операция —►маршрут.

При большом разнообразии обрабатываемых деталей по формам, раз­ мерам может быть использована лишь типизация маршрута обработки от­ дельных поверхностей. Исходя из этого, выбирают второй подход к проек­ тированию (переход -> операция -> маршрут).

Когда выпускаемые изделия характеризуются большей прздраммой выпуска и меньшей номенклатурой, проектирование ТП производят на базе унифицированных ТП по первой схеме (маршрут операция -> переход).

Независимо от подхода проектирование технологических процессов механической обработки начинается с изучения и анализа исходных данных: рабочего чертежа детали с соответствующими техническими условиями из­ готовления, чертежа исходной заготовки и программы выпуска. Изучаются дополнительные условия проектирования: наличие оборудования; возмож­ ности его модернизации; наличие производственных площадей для расши­ рения производства; возможности применения совершенных видов исход­ ных заготовок, прогрессивного инструмента и приспособлений и т.п.

По программе выпуска и размерам производственной партии опреде­ ляются коэффициент закрепления операций, тип и серийность производства, такт и ритм обработки заготовок.

После этого по технологическим классификаторам деталей анализиру­ ется возможность изготовления детали по существующим на предприятии типовым и Щупловым ТП.

При отсутствии возможности использования существующих унифици­ рованных ТП после проведения указанной подготовительной работы техно­ лог приступает к проектированию единичного ТП.

Проектирование ТП представляет собой сложную многовариантную задачу, правильное решение которой требует проведения ряда расчетов. При проектировании процессов обработки сложных деталей составляется не­ сколько возможных вариантов обработки, окончательный выбор которых производится на основании расчетов и сопоставления достигаемой точности, трудоемкости, технологической себестоимости и срока окупаемости капи­ тальных затрат.

В начале проектирования технолог предварительно устанавливает ви­ ды и маршрут обработки отдельных поверхностей и методы достижения их точности, соответствующие требованиям чертежа, серийности производства и существующего оборудования. После этого разрабатывается принципиаль­ ная схема ТП. Далее технологический процесс проектируется в пределах этапов: назначаются технологические базы, устанавливается последователь­ ность переходов, содержание и последовательность операций, т.е. техноло­ гический маршрут обработки. Маршрут строится по принципу обработки сначала более грубых, а затем более точных поверхностей. В конце маршру­ та выполняются второстепенные операции (сверление мелких отверстий, на­ резание крепежных резьб, прорезка пазов, снятие фасок и заусенцев). Наибо­ лее легко повреждаемые поверхности (наружные резьбы, точные шлифован­ ные и доведенные поверхности) обрабатываются на заключительной стадии ТП.

При проектировании операции уточняют ее содержание (намеченное ранее при составлении маршрута обработки), устанавливают последователь­ ность и возможность совмещения переходов во времени, окончательно вы­ бирают оборудование, инструменты и приспособление (или дают задание на их конструирование). Проектирование перехода включает в себя назначение режимов резания, определение нормы времени.

Разработка управляющих программ (УП) для станков с ЧЛУ начинает­ ся с определения траектории движения инструмента, скорости рабочих и хо­ лостых ходов. Направления и величины перемещений устанавливаются ис­ ходя из конфигурации обрабатываемых поверхностей. Установленная после­ довательность обработки кодируется и записывается на программоноситель. Полученная в итоге УП представляет собой сумму указаний рабочим орга­ нам станка на выполнение действий, из которых складывается весь процесс обработки в операциях, выполняемых на станках с ЧЛУ.

Проектирование ТП сборки изделий. Конструктор изделия при составлении сборочных чертежей должен решить вопрос о методе обеспечения заданной точности замыкающих звеньев размерных цепей изделия. При анализе исходной информации технолог проверяет выбранное решение. Принятый метод сборки должен быть достаточно полно отражен в сборочном чертеже и оговорен в технических условиях на приемку изделия. Изучение собираемого изделия завершается составлением технологических схем общей и узловой сборки. Эти схемы отражают последовательность сборки изделия и его составных частей. Схемы сборки снабжают надписями, поясняющими характер сборочных работ и выполняемый при сборке контроль (запрессовка, пайка, клепка, выверка, проверка зазоров).

Маршрут сборки включает в себя установление последовательности технологических и вспомогательных операций на основе технологических схем. Содержание операций определяют в зависимости от типа производства и темпа сборки. При проектировании операций окончательно выбирают обо­