1276

УДК 621.002 (075.8) ББК 34.5

Б30

Рецензенты:

доктор технических наук, заместитель генерального директора по научной работе И.Б. Шендеров (Пермский научно-исследовательский технологический институт (ПНИТИ));

кандидат технических наук, профессор Ю.В. Щербаков (Пермская государственная сельскохозяйственная академия им. акад. Д.Н. Прянишникова (ПГСХА));

доктор технических наук, профессор В.И. Свирщёв (Пермский национальный исследовательский политехнический университет (ПНИПУ))

Бахвалов, В.А.

Б30 Процессы обработки заготовок : учеб. пособие : в 2 ч. : Ч. 2 : Составление рациональных технологических маршрутов процессов механической обработки типовых деталей машин / В.А. Бахвалов. – 2-е изд., испр. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013. – 136 с.

ISBN 978-5-398-01004-6

Приведена классификация технологических процессов и операций, изложены принципы составления рациональных (оптимальных) технологических маршрутов процессов механической обработки заготовок и технологические маршруты обработки типовых деталей машин.

Предназначено для самостоятельной работы при подготовке бакалавров по направлениям 150900 «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств» и 151900 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств», атакже для студентов других машиностроительных специальностей высших учебных заведений.

УДК 621.002 (075.8) ББК 34.5

2

3

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

Сведения о классификации технологических процессов

иопераций, принципах составления рациональных (оптимальных) технологических маршрутов процессов механической обработки заготовок и технологические маршруты обработки типовых деталей машин изложены во многих литературных источниках.

Необходимость создания настоящего пособия вызвана отсутствием учебников по дисциплине «Процессы обработки заготовок».

Вучебном пособии обобщены и систематизированы относящиеся к рассматриваемой дисциплине сведения, изложенные в различных учебниках по курсу «Технология машиностроения» профессоров В.В. Данилевского, М.Е. Егорова, А.А. Зуева, И.М. Колесова, В.С. Корсакова, С.С. Некрасова, А.В. Якимова.

Наряду с этим при подготовке материалов учебного пособия были использованы результаты разработок передовых предприятий и научно-исследовательских учреждений в области механической обработки.

Вучебном пособии приведена классификация технологических процессов и операций, изложены принципы составления рациональных технологических маршрутов процессов механической обработки заготовок и описаны технологические маршруты обработки типовых деталей машин.

Значительную помощь автору при подготовке учебного пособия оказали своими отзывами и советами преподаватели кафедры «Технология машиностроения» Пермского государственного технического университета, а также рецензенты – доктора технических наук В.И. Свирщёв и И.Б. Шендеров советами, замечаниями и рекомендациями.

Автор надеется, что выпуск в свет написанного им учебного пособия по дисциплине «Процессы обработки заготовок» окажется полезным для самостоятельной работы при подготовке бакалавров по направлению 150900 «Технология, оборудование

иавтоматизация машиностроительных производств», а также для студентов других направлений машиностроительных специальностей высших учебных заведений.

5

ВВЕДЕНИЕ

Учебная дисциплина «Процессы обработки заготовок» является составной и неотъемлемой частью прикладной науки «Технология машиностроения», занимающейся изучением закономерностей процессов изготовления машин с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества в установленном производственной программой количестве при наименьших затратах живого и прошлого труда (народнохозяйственных затратах).

Курс «Процессы обработки заготовок» как учебная дисциплина представляет собой совокупность знаний и практических навыков по предварительной обработке исходных заготовок и методам обработки различных видов поверхностей заготовок путем изменения их формы и размеров, составления рациональных (оптимальных) технологических маршрутов процессов обработки заготовок.

Учебная дисциплина «Процессы обработки заготовок» представляет собой открытую систему знаний о процессах обработки, обеспечиваемых ими точности и качестве поверхностей деталей и о составлении рациональных технологических маршрутов обработки деталей машин.

Предметом изучения дисциплины являются процессы обработки поверхностей деталей машин в соответствии с требованиями чертежа и техническими условиями.

Изучив настоящее учебное пособие, студенты должны:

•знать принципы разработки технологических маршрутов обработки заготовок;

•иметь представление о технологических процессах обработки типовых деталей машин;

•уметь анализировать существующие и составлять новые маршруты обработки заготовок, выбирать наиболее рациональные маршруты.

На основе знаний, получаемых студентами при изучении дисциплины «Процессы обработки заготовок», построено изучение учебной дисциплины «Технология машиностроения».

Навыки, полученные при изучении дисциплины «Процессы обработки заготовок», в дальнейшем реализуются в учебном процессе при выполнении курсовых и дипломных проектов.

6

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

1.1. Технологический процесс и его структура

Согласно ГОСТ 3.1109–82, технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) последующему определению состояния предмета труда.

Применительно к условиям механической обработки заготовок машиностроительного производства технологический процесс – это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их контроль. Технологические процессы механической обработки состоят из операций.

Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте над одной или несколькими одновременно обрабатываемыми заготовками одним или несколькими рабочими. Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. На основе операций определяется трудоемкость изготовления деталей (изделий) и устанавливаются нормы времени и расценки; задается требуемое количество рабочих, оборудования, приспособлений и инструментов; определяется себестоимость обработки; производится календарное планирование и осуществляется контроль качества и сроков выполнения работ. Кроме основных технологических операций, заключающихся в изменении размеров, формы или свойств предмета производства, технологический процесс включает вспомогательные операции (транспортные, контрольные, маркировочные и т.п.), не изменяющие размеров, формы, внешнего вида или свойств обрабатываемой заготовки, но необходимые для реализации производственного процесса.

Технологические операции, в свою очередь, состоят из установов, позиций и технологических переходов.

7

Установ – это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок.

Позиция – это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования (станка) для выполнения определенной части операции.

Технологический переход – это законченная часть технологической операции, выполняемая над одной или несколькими поверхностями заготовки одним или несколькими одновременно работающими инструментами без изменения или при автоматическом изменении режимов работы станка. Технологические переходы состоят из элементарных переходов и ходов (рабочих и вспомогательных).

Элементарный переход – часть технологического перехода, выполняемая одним инструментом над одним участком поверхности обрабатываемой заготовки за один рабочий ход без изменения режима работы станка.

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода.

Рабочий ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки.

Вспомогательный ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, качества поверхности или свойств заготовки, но необходимого для подготовки рабочего хода.

Переходы выполняют, как правило, за несколько рабочих приемов.

Рабочий прием – это законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.

8

1.2. Технологическая характеристика различных типов производства

Одним из основных принципов построения технологических процессов является принцип совмещения технических, экономических и организационных задач, решаемых в конкретных производственных условиях. Проектируемый технологический процесс должен безусловно обеспечить выполнение всех требований к точности и качеству детали (изделия), предусмотренных чертежом и техническими условиями, при наименьших затратах живого и прошлого труда (или минимальной себестоимости), а также при изготовлении деталей (изделий) в количествах и в сроки, установленные производственной программой.

Даже технологический процесс, обеспечивающий наибольшую точность обработки, является совершенно неприемлемым для предприятия, если при его использовании не может быть выполнена установленная производственная программа или если себестоимость деталей (изделий) получается чрезмерно высокой. Наименьшие затраты при изготовлении деталей (изделий) могут быть достигнуты в случае построения технологического процесса в соответствии с типом производства и условиями его реализации. В зависимости от номенклатуры и объема выпуска деталей (изделий), а также от особенностей машиностроительного предприятия и выпускаемой продукции, в том числе от массы (веса) деталей (изделий), производство подразделяется на три основных типа: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется большой номенклатурой изготавливаемых деталей (изделий) и малым объемом выпуска. На предприятиях единичного производства количество выпускаемых деталей (изделий) и размеры операционных партий (то есть количество заготовок, поступающих на рабочее место для выполнения технологической операции) исчисляется штуками. На рабочих местах выполняются разнообразные технологические операции, повторяющиеся нерегулярно или не повторяющиеся совсем. При этом используется универсальное высокоточное оборудование. Оборудование расставляется в цехах по технологическим группам (токарный, фрезер-

9

ный, расточной, сверлильный, шлифовальный и т.п. участки). Специальные приспособления и инструменты, как правило, не применяются. Исходные заготовки – простейшие (литье в землю, горячий прокат, поковки), с малой точностью и большими припусками. Требуемая точность достигается методом пробных проходов и промеров с использованием разметки, взаимозаменяемость деталей и узлов во многих случаях отсутствует, широко применяется пригонка по месту. Квалификация рабочих очень высокая, так как от нее в значительной мере зависит качество продукции. Технологическая документация сокращенная и упрощенная, технические нормы отсутствуют, применяется опытно-статистическое нормирование труда.

Массовое производство характеризуется малой номенклатурой и большим объемом выпуска деталей (изделий), непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного времени.

Коэффициент закрепления операций для массового производства равен единице, то есть на каждом рабочем месте закрепляется выполнение одной постоянно повторяющейся операции. При этом используют специальное высокопроизводительное оборудование, которое расставляют по поточному принципу (то есть по ходу технологического процесса) и во многих случаях связывают транспортирующими устройствами и конвейерами с постами промежуточного автоматического контроля, а также промежуточными складами – накопителями заготовок, снабженными автоматическими перегружателями (роботами-мани- пуляторами); последние обеспечивают смену заготовок на отдельных рабочих местах и пунктах контроля. В массовом производстве используют высокопроизводительные многошпиндельные станки (автоматы и полуавтоматы), станки с ЧПУ и обрабатывающие центры, а также широко применяют автоматические линии и автоматизированные производственные системы. Значительное применение находят высокопроизводительная специальная технологическая оснастка, специальные режущие и мерительные инструменты. Широко используют точные индивидуальные исходные заготовки с минимальными припусками на механическую обработку (точное литье, штамповка, прессование, калибровка, чеканка и т.п.).

10