2155

1.4. Статистический метод исследования точности обработки

Технологический процесс может быть устойчивым или

неустойчивым, налаженным или разлаженным, вследствие чего качество заготовок может получаться однородным или

неоднородным.

При однородном качестве заготовки имеют незначительные колебания, в то время как неоднородное качество характеризуется большими колебаниями в размерах, форме или свойствах заготовок.

С помощью метода построения кривых распределения исследуют точность обработки законченного этапа технологического процесса. При этом не может быть учтена последовательность обработки заготовок, так как все заготовки данной партии как бы перемешиваются и систематические постоянные и переменные погрешности не отделяются от случайных и влияние, как тех, так и других выражается II общем виде как рассеивание размеров.

Статистический метод исследования точности обработки с построением точечных диаграмм свободен от этих недостатков и позволяет исследовать технологический процесс значительно глубже, чем метод кривых распределения; при этом оказывается возможным разделить влияние случайных и систематических погрешностей (как постоянных, так и закономерно изменяющихся).

Состояние технологического процесса и однородность качества заготовок можно определить по характеру расположения на графике в масштабе нанесенных точек, соответствующих действительным размерам, измеренным на нескольких заготовках подряд. Несколько штук заготовок (или образцов), взятых для измерения немедленно после обработки, называют пробой. Для того чтобы эти пробы могли быть сравнимы между собой, в них каждый раз включают равное количество заготовок (или образцов).

Результаты измерения по каждому образцу данной пробы отмечают на графике отдельной точкой, поставленной против

20

21

График, приведенный на (рис. 1.4, а), характеризует устойчивый налаженный технологический процесс, так как все точки располагаются, не выходя из пределов допуска, причем центр кривой рассеивания располагается на линии, разделяющей поле допуска на две равные (примерно) части.

На (рис. 1.4, б) положение центра рассеивания является симметричным, но сильно смещено в сторону увеличения размера, при этом величина разброса а меньше, чем величина допуска. Все это свидетельствует о том, что технологический процесс обработки является устойчивым, но требует подналадки для общего уменьшения размеров заголовки, с тем чтобы все точки, характеризующие качество (размеры) заготовок, оказались в пределах поля допуска.

Точечные диаграммы можно строить не только для одной партии заготовок, но и для нескольких последовательно обрабатываемых партий, при этом партии разбиваются на группы по несколько штук последовательно обрабатываемых заготовок в каждой группе и тогда по оси абсцисс откладываются не номера заготовок (проб), а номера групп, но при этом рассеивание средних значений групп (средних арифметических значений размеров заготовок, входящих в группу) будет меньше, чем рассеивание размеров отдельных заготовок.

2.ОПТИМАЛЬНЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

–ОСНОВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ ДЕТАЛИ

2.1. Основные случаи технологических разработок

Технология производства складывается из ряда процессов, каждый из которых характеризуется определенными методами обработки и сборки. В структуру технологического процесса входят операции, состоящие в свою очередь из нескольких элементов. Так, для технологического процесса механической обработки основными элементами операции являются переход, проход, установка и позиция /1/.

22

Под операцией понимают законченную часть технологического процесса обработки одной или совместно нескольких заготовок на одном рабочем месте одним рабочим или бригадой рабочих непрерывно до перехода к следующей заготовке. В операцию входят как действия, непосредственно связанные с обработкой, так и необходимые вспомогательные приемы.

Переходом называется часть операции, осуществляемая одним и тем же режущим инструментом (или несколькими одновременно работающими инструментами) без изменения режима резания при обработке одной и той же поверхности.

Проходом называется перемещение режущего инструмента по обрабатываемой поверхности, сопровождаемое съемом слоя металла, при неизменной установке инструмента и неизменном режиме резания. Проход состоит из отдельных рабочих приемов.

Рабочим приемом называется законченное действие рабочего, необходимое для выполнения данной операции (например, установка и снятие обработанной заготовки) или перехода и прохода (замена инструмента, установка инструмента на стружку в начале прихода, контрольный промер). Переход делят на проходы в тех случаях, когда нельзя с одного раза (за один проход) снять весь слой металла, подлежащий удалению в данном переходе.

Установка - часть операции, выполняемая без изменения положения обрабатываемой заготовки, т. е. при неизменном ее закреплении.

Позицией называется часть операции, выполняемая без изменения положения обрабатываемой заготовки относительно станка и зажимного устройства.

Приведенные определения характеризуют комплекс элементов технологического процесса механической обработки заготовок деталей машин.

Проектирование технологических процессов механической обработки имеет целью дать подробное описание процессов изготовления детали с необходимыми техникоэкономическими расчетами и обоснованиями принятого вари-

23

анта. В результате составления соответствующей технологической документации инженерно-технический персонал и рабочие исполнители получают необходимые данные и инструкции для осуществления спроектированного технологического процесса на предприятии. Технологические разработки позволяют выявить необходимые средства производства для выпуска изделий; трудоемкость и себестоимость изготовления изделий.

На основе спроектированного технологического процесса устанавливают исходные данные для организации снабжения основными и вспомогательными материалами, календарного планирования, технического контроля, инструментального и транспортного хозяйства.

Технологические процессы разрабатывают при проектировании новых и реконструкции существующих заводов, а также при организации производства новых объектов на действующих заводах. Кроме того, корректировка или разработка новых технологических процессов имеет место на действующих заводах при выпуске освоенной продукции. Это вызывается непрерывными текущими конструктивными усовершенствованиями объектов производства и необходимостью систематического использования и внедрения в действующее производство новейшихдостижений производственной техники.

Технологические процессы подразделяют на индивидуальные, типовые и групповые. Индивидуальные разрабатывают на оригинальные детали, типовые на нормализованные и стандартные детали и групповые на конструктивно и технологически сходные детали. Специфика разработки типовых и групповых технологических процессов приводится в конце главы.

При проектировании новых и реконструкции существующих заводов, разработанные технологические процессы являются основой всего проекта. Они определяют потребное оборудование, производственные площади и энергетику цеха, его транспортные средства, рабочую силу, необходимые основные и вспомогательные материалы. От качества техноло-

24

гических разработок в значительной степени зависят техникоэкономические показатели работы завода.

При организации производства новых объектов на действующем заводе разработка технологических процессов предшествует комплексу подготовительных и организационных работ. На ее основе выявляют возможности использования имеющегося и необходимость приобретения нового оборудования, определяют потребное количество рабочей силы, инструментов, транспортных средств.

Задача проектирования технологических процессов характерна многовариантностью возможных решений. Даже для сравнительно простых деталей может быть разработано несколько различных технологических процессов, полностью обеспечивающих требования рабочего чертежа и технических условий. Методом последующего сопоставления этих вариантов по эффективности и рентабельности окончательно отбирают один или небольшое число равноценных вариантов.

Проектирование технологических процессов отличается сложностью и трудоемкостью. Как и многие другие виды проектирования, его выполняют в несколько последовательных стадий. Вначале делают предварительные наметки технологического процесса; на последующих стадиях их уточняют и конкретизируют на основе детальных технологических расчетов. В результате последовательного уточнения предварительных наметок получают законченные разработки технологического процесса. К правильному и приемлемому решению обычно удается приблизиться после разработки и сравнения нескольких технологических вариантов. В целях сокращения трудоемкости и длительности технологических разработок, сопоставление и выбор варианта целесообразно производить на предварительных и промежуточных стадиях проектирования.

Степень углублённости технологических разработок зависит от типа производства. В условиях массового производства технологические процессы разрабатывают весьма подробно для всех оригинальных деталей изделия; на нормализо-

25

ванные и стандартные детали разрабатывают (используют) типовые процессы. В единичном производстве ограничиваются сокращенной разработкой, учитывая, что подробная разработка в данных условиях экономически не оправдывается. Исключение составляют сложные и дорогие детали, особенно в тяжелом машиностроении. Для этих деталей технологические процессы разрабатывают тщательно и подробно. В условиях серийного производства при широкой номенклатуре выпускаемых изделий проектируют групповые технологические процессы. На оригинальные детали разрабатывают индивидуальные процессы.

2.2. Этапы проектирования технологических процессов

Процесс проектирования состоит из комплекса взаимосвязанных и выполняемых в определенной последовательности этапов. К ним относятся:

1.Получение исходных данных.

2.Определение типа производства и формы организации

работ.

3.Технологический контроль чертежа.

4.Выбор метода получения заготовки и определение предъявляемых к ней требований.

5.Выбор установочных баз.

6.Выбор маршрута обработки элементарных плоскостей.

7.Расчет припусков. Определение вида заготовки и ее размеров.

8.Разработка операционной технологии.

9.Выбор оборудования, приспособлений, режущего и мерительного инструментов.

10.Расчет режимов резания.

11.Техническое нормирование.

12.Заполнение технологической документации.

Втех случаях, когда технологические процессы проектируют для новых заводов, исходными данными являются: рабочий чертеж, определяющий материал, конструктивные

26

формы и размеры детали; технические условия на изготовление детали, характеризующие точность и качество обработки ее поверхностей, а также особые требования (твердость и структура материала, термическая обработка, балансировка, подгонка по весу и пр.); размер программного задания; срок (обычно в годах), в течение которого должна быть выполнена программа выпуска деталей. Если выпуск во времени неравномерный, то программное задание указывается по годам или другим периодам времени.

При проектировании технологических процессов для действующих или реконструируемых заводов необходимо располагать сведениями о наличном оборудовании, площадях

идругих местных производственных условиях.

Вчастном случае возможности технолога при проектировании и корректировке технологических процессов механической обработки могут быть еще более ограничены заданным ему видом исходной заготовки.

При проектировании используют справочные и нормативные материалы: каталоги и паспорта оборудования; альбомы приспособлений; ГОСТы и нормали на режущий и измерительный инструменты, нормативы по точности, шероховатости, расчету припусков, режимам резания и техническому нормированию времени; тарифно-квалификационные справочники и другие вспомогательные материалы.

В машиностроении в зависимости от производственной программы и характера изготовляемой продукции различают три основных вида производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется тем, что изготовляемая продукция выпускается в небольших количествах, поэтому на каждом станке выполняют разнообразные работы, периодически не повторяющиеся.

На предприятиях с единичным производством применяют преимущественно универсальное оборудование с расположением его в цехах по групповому признаку (т. е. с разбивкой на участки токарных, фрезерных, строгальных станков и т. д.).

27

Эта форма организации работ называется «По видам оборудования». Технология производства характеризуется применением нормального режущего и универсального измерительного инструмента. Так как конструкции изготовляемых в единичном производстве машин нестабильны и подвергаются частым изменениям, то при обработке заготовок принципы полной взаимозаменяемости не соблюдаются (иначе потребовалось бы большое количество специальных измерительных средств, затраты на изготовление которых чрезмерно увеличили бы накладные расходы производства), поэтому при сборке применяют подгоночные работы.

Серийное производство характеризуется изготовлением деталей повторяющимися партиями (сериями). В зависимости от количества деталей в партии, их характера и трудоемкости, частоты повторяемости серий в течение года различают мелко-

серийное, среднесерийное и крупносерийное производства.

Однако такое подразделение является условным, так как производство машин различных размеров, сложности и трудоемкости при одном и том же их количестве в партии может быть отнесено к разным видам серийности. На предприятиях серийного производства значительная часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как специальными, так и универсально-наладочными (УНП) и сборными (УСП) приспособлениями и инструментами, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство.

В условиях серийного производства представляется возможным расположить оборудование в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципов взаимозаменяемости при обработке. Это соответствует переменно-поточной форме организации работ.

При небольшой трудоемкости или недостаточно большой программе выпуска целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т. е. после обработки всех заготовок партии на одной операции

28

производить обработку этой партии на следующей операции. При этом время обработки на различных станках не согласовывается. Заготовки во время работы хранят у станков, а затем транспортируют целой партией. Такая форма организации ра-

бот называется переменно-поточной несинхронизированной.

В серийном производстве применяют также переменно-

поточную синхронизированную форму организации работ.

Здесь оборудование также располагают по ходу технологического процесса. Обработку производят партиями, причем заготовки каждой партии могут несколько отличаться размерами или конфигурацией, но допускают обработку на одном и том же оборудовании. В этом случае время обработки на данном станке согласовывается со временем обработки на последующем станке, поэтому движение заготовок данной партии осуществляется непрерывно, в порядке последовательности технологического процесса. Для перехода к обработке партий других деталей переналаживают оборудование и технологическую оснастку (приспособления и инструмент).

Массовое производство характеризуется прежде всего установившимся объектом производства, что при значительном объеме выпуска продукции обеспечивает возможность закрепления операций за определенным оборудованием с расположением его в технологической последовательности (по потоку) и с широким применением специализированного и специального оборудования, механизацией и автоматизацией производственных процессов при строгом соблюдении принципа взаимозаменяемости, обеспечивающего резкое сокращениевремени,затрачиваемогонапроизводствосборочныхработ.

Высшей формой массового производства является производство непрерывным потоком, характеризуемое тем, что время выполнения каждой операции (технологической линии) равно или кратно времени по всему потоку, что позволяет производить обработку без заделов в строго определенные промежутки времени. Для выполнения операций, длительность которых не укладывается в установленный такт, используют дополнительное оборудование.

29