1.3. Факторы влияющие на технологический процесс, исходные данные для проектирования, порядок проектирования технологических процессов механической обработки

Исходные данные или исходную информацию для проектирования технологических процессов подразделяют на базовую, руководящую и справочную.

Базовая информация включает комплект рабочей документации на изделие и программу его выпуска.

Программой выпуска продукции по ГОСТ 14.004 — 83 называется установленный для данного предприятия перечень изготовляемых изделий с указанием объема выпуска по каждому наименованию на планируемый период времени.

Руководящая и справочная информация включает документацию на действующие технологические процессы, стандарты и паспортные данные на оборудование, оснастку, инструмент, методическую и справочную документацию по расчетам припусков, режимов резания, норм времени на механическую обработку, требования по технике безопасности и. т. д.

Иными словами исходными данными для проектирования технологического процесса механической обработки являются: чертеж детали, технические условия к нему, объем выпуска, сроки изготовления в заданном объеме, условия действующего и вновь создаваемого производства, а также весь набор технических и технологических средств доступных проектировщику.

Порядок разработки технологических процессов механической обработки

Технологические процессы на механическую обработку проектируются в следующей последовательности:

1. Определение типа производства и метода его работы

2. Анализ технологичности конструкции.

3. Выбор метода получения заготовки

4. Разработка технологического маршрута обработки

5. Выбор технологических баз

6. Разработка операционной технологии с выбором оборудования, инструмента и приспособлений

7. Расчет припусков и размеров заготовки на всех технологических переходах

8. Расчет режимов резания

9.Техническое нормирование технологического процесса

10. Оформление технологической документации

Последующий лекционный материал содержит информацию необходимую для выполнения этих пунктов.

Факторы, влияющие на технологический процесс:

Разработка технологического процесса связана с учетом разнообразных факторов, основными из которых являются:

- размер производственной программы

- тип и методы работы производства

- технологичность конструкции изделия

- выбор баз при механической обработке

- точность формы и размеров изделия

- требования к шероховатости поверхности

- материал изделия и его свойства

- способ получения заготовки

- припуски на механическую обработку

-технологическое оснащение производства (оборудование, оснастка, инструмент, расходные материалы)

- производственные затраты

1.4. Технологичность конструкции изделия, примеры анализа технологичности конструкции для изделий некоторых типов(корпусные детали, валы и оси, втулки)

Технологичностью конструкции изделия по ГОСТ 14.205 — 83 называется совокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению определенных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Иными словами конструкция изделия является технологичной, если при проектировании обеспечено простое, качественное и экономичное изготовление, а также эксплуатация этого изделия.

Отработка конструкции на технологичность ведется на всех этапах проектирования и производства изделия. Основная часть этой работы должна быть выполнена при проектировании. Конструктору необходимо быть технологом. В то же время оценка технологичности конструкции при разработке технологического процесса обязательна, т.к. квалификация технолога в области технологии, как правило, выше, чем у конструктора. Оценка технологичности конструкции на стадии производства является проверкой эффективности проектных и технологических решений. Она позволяет устранить допущенные ошибки, уточняет детали, вскрывает резервы для дальнейшего повышения технологичности конструкции.

Различают производственную, эксплуатационную и ремонтную технологичность Производственная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на конструкторскую подготовку производства, технологическую подготовку производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испытания, монтаж вне предприятия-изготовителя.

Эксплуатационная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на подготовку к использованию по назначению, технологическое и техническое обслуживание, текущий ремонт. утилизацию.

Ремонтная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на все виды ремонта. Главные факторы, определяющие требования к ТКИ, следующие:

1. Вид изделия, характеризующий главные конструктивные и технологические признаки обуславливающие основные требования к ТКИ;

2. Объём выпуска и тип производства. определяющие степень технологического оснащения, механизации и автоматизации технологически процессов и специализацию всего производства.

Обеспечение ТКИ является функцией подготовки производства, предусматривающей взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач. направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе монтаж вне предприятия-изготовителя, техническое обслуживание и ремонт изделия. Оценка ТКИ может быть двух видов - качественной и количественной. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно, на основе опыта исполнителя. К основным показателям ТКИ относятся трудоёмкость и себестоимость изготовления изделия, материалоёмкость и энергоёмкость изделия.

Анализ технологичности для изделий некоторых типов

Анализ технологичности конструкции является сложной задачей, успешное решение которой, существенно зависит от опыта и квалификации исполнителей. Круг вопросов, который затрагивается при этом, довольно широк. Подробное их изложение представлено в специальной литературе [5]. Рассмотрим в качестве примера ряд частных рекомендации для некоторых типов изделий.

Корпусные детали

К этим деталям относятся рамы, станины, корпуса и т. д., которые сложны и разнообразны по конструкции. Они являются базовыми деталями сборочных единиц и служат опорой для прочих узлов и деталей, объединяя их в законченную конструкцию. Примерами требований к технологичности таких деталей являются:

- обрабатываемые плоскости рекомендуется располагать на одном уровне, что позволяет обрабатывать их на проход за один рабочий ход без остановки и настройки станка на другой размер (рис. 3,а);

- необходимо обеспечивать свободный доступ к обрабатываемым поверхностям (рис.3,6);

- необходимо задавать межосевые расстояния отверстий, так, чтобы была возможность их обработки на многошпиндельных станках (рис.3, в);

- необходимо предусматривать возможность растачивания соосных отверстий на проход (рис.3,г);

- необходимо исключать подрезку внутренних торцов ступиц для отверстий (рис.3,д);

- необходимо исключать наклонные поверхности, которые затрудняют обработку (рис.3,е);

- опорные поверхности должны иметь достаточную протяженность для обеспечения устойчивости деталей, в противном случае необходимо предусматривать дополнительные опоры (рис.3,ж);

- количество опор должно быть не больше трех, что обеспечивает наибольшую устойчивость (рис.3,з);

- необходимо обеспечивать вход и выход инструмента перпендикулярно поверхности, что исключает его поломку (рис.3,и);

- отверстия должны быть расположены так, чтобы использовать нормализованный инструмент (рис.З,к).

Валы и оси

По конструкции валы и оси могут быть гладкими, ступенчатыми, полыми и сплошными (рис.4). На валах и осях размещаются вращающиеся детали (зубчатые колеса, шкивы, подшипники и. т. д.). Базовым элементом валов и осей является геометрическая ось, относительно которой, в основном, производится нормирование точности элементов этих деталей. Примерами требований к технологичности валов и осей являются:

- точные валы и оси целесообразно обрабатывать в центрах;

- там, где это возможно, следует избегать применения ступенчатых валов и осей, что дает возможность использовать при изготовлении калиброванный прокат;

- ступенчатые валы и оси необходимо проектировать с минимальным перепадом диаметров ступеней, т.к. при этом повышается сопротивление усталости;

- ступени по длине целесообразно выбирать одинаковыми или кратными, что дает возможность обрабатывать их на многорезцовых станках (рис.5);

- заготовку для валов с фланцем на конце целесообразно получать высадкой на горизонтально-ковочных машинах, штамповкой или сваркой, что снижает трудоемкость и расход металла;

- для валов, подвергаемых закалке, особенно токами высокой частоты, острые кромки элементов в зоне нагрева следует притупить, чтобы избежать их оплавления из-за более высокой скорости нагрева;

- при закалке ступенчатых валов ТВЧ рекомендуется оставлять незакаленные участки около уступов, чтобы снизить концентрацию напряжений и уменьшить вероятность появления закалочных трещин.

Втулки

Детали типа втулок и колец применяют в качестве опор для валов, в виде муфт, распорных элементов и. т. д. Во многих случаях втулки имеют резьбовые, шлицевые элементы, выступы и канавки на наружной и внутренней поверхностях. При конструировании деталей этого класса рекомендуется:

- для обеспечения соосности внутренних и наружных поверхностей следует обрабатывать их за один установ;

- применение глухих отверстий с двух сторон не рекомендуется, т.к. трудно обеспечить их соосность;

- следует избегать внутренних выточек, особенно с точным небольшим диаметром;

- втулки со шлицами (рис.6) желательно делать сквозными, чтобы обеспечить свободный выход режущего инструмента и использовать протягивание;

- шлицевые поверхности рекомендуется выполнять сплошными без разрывов, чтобы снизить число ударов по режущему инструменту при врезании;

- необходимо сокращать протяженность опорных поверхностей, заменяя их поясками на краях.