книги из ГПНТБ / Митрофанов, С. П. Автоматизация технологической подготовки серийного производства

Рис. 7. Схема построения групповой (многдпредметной) поточной линии

Групповым технологическим процессом называется совокуп­ ность групповых технологических операций, обеспечивающих изготовление деталей группы (или нескольких групп) по общему технологическому маршруту. При групповом технологическом маршруте не исключено прохождение некоторых представителей или целых групп с пропуском отдельных операций. Подобного рода классификация и процессы являются основой для создания участков с замкнутым циклом производства, специализирован­ ных участков и групповых (многопредметных) поточных линий. На рис. 7 показана схема построения групповой поточной линии. Здесь заготовки группы (или групп) проходят ряд операций, перемещаясь слева направо. При этом обработка может начицаться как с первого станка, так и с любого другого в зависи­ мости от конструктивно-технологических особенностей изделия.

Вподобных случаях имеет место групповой (многопредметный) поток, состоящий из детале-операций.

При образовании групп с общим технологическим процессом следует учитывать масштаб выпуска отдельных ее представителей.

Втех случаях, когда он мал, целесообразно проводить классифи­

кацию по детале-операциям.

Накопленный промышленностью опыт по внедрению группо­ вой обработки и наличие большого количества уже разработан­ ных классификационных групп позволяют составлять классифи­ каторы комплексных деталей с зашифровкой их поверхностей, материала, габаритных размеров и т. д. и на этой основе при помощи ЭВМ классифицировать изделия данного производства. Это значительно сокращает затраты времени на классификацию и последующее оформление групповых процессов.

Разработка группового технологического процесса. После клас­ сификации и образования групп приступают к разработке груп­ пового технологического процесса. Он должен быть таким, чтобы по нему обрабатывался любой представитель группы без значи­ тельных отклонений от общей технологической схемы. Решение этой задачи облегчается тем, что уже при классификации учиты­

30

вают возможные методы изготовления каждой детали группы (т. е. определяют оборудование, а в ряде случаев и последова­ тельность обработки), обеспечивающие получение готового изде­ лия или отдельных его поверхностей.

При разработке групповых технологических процессов необ­ ходимо исходить из следующих основных положений. Принятая последовательность операций при групповом маршрутном про­ цессе или переходов при групповом операционном процессе должна гарантировать изготовление любой детали группы в соот­ ветствии с чертежом и техническими требованиями. Из тех же условий подбирается и рассчитывается технологическая оснастка— групповая или универсальная. Применяя то или иное оборудо­ вание, нужно учитывать его производительность, возможность

Таблица 1

Схема построения групповой операции

31

быстрой переналадки. Технологическая документация должна быть простой по форме, исчерпывающей по содержанию и удобной для пользования на рабочих местах.

Попутно с разработкой наиболее рационального процесса следует решать ряд вопросов .организационного и технического характера: унифицировать виды заготовок; выявлять межцехо­ вые производственные связи (маршруты движения деталей по цехам); устанавливать объемы параллельных работ в различных подразделениях завода; определять возможности специализации

Таблица 2

Схема маршрутного группового технологического процесса

Операция

32

цехов или отдельных участков; намечать пути модернизации обо­ рудования, применяя в ряде случаев специализированные, спе­ циальные и агрегатные станки; улучшать организацию рабочих мест и повышать культуру производства. Схемы построения груп­ повой операции на базе комплексной детали и группового про­ цесса на основе комплексного маршрута показаны в табл. 1 и 2. При групповом методе обработки, как и при типизации техноло­ гических процессов, можно использовать «слепыши», заполняе­ мые технологом на конкретную деталь группы. На некоторых заводах принята табличная форма документации.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ОСНАСТКИ

Стандартизация технологических процессов. Проблема созда­ ния стандартизованных процессов обработки очень важна. Они дают возможность систематизировать необходимые исходные ма­ териалы и тем самым открывают широкие перспективы для меха­ низации технологических и плановых расчетов с применением вычислительной техники. Сущность такой стандартизации заклю­ чается в установлении единых оптимальных методов и средств обработки аналогичных деталей или отдельных элементов. В ее основе лежит классификация деталей, их элементов, методов и средств обработки.

Одна из предлагаемых схем заводской стандартизации техно­ логических процессов показана на рис. 8. В данном случае еди­ ная система классификации охватывает стандартизацию опера­ ций, переходов и технологических поверхностей, для которых определяется оптимальный метод их обработки, а также базиро­ вание деталей по типовым схемам. Согласно предложенной схеме, классификацию деталей проводят в трех направлениях с целью создания стандартизованных операций и процессов, унифици­ рованной технологической оснастки.

Как видно из данной схемы, сначала классифицируют техно­ логические поверхности деталей по видам обработки (под техно­ логической поверхностью понимается сочетание элементов формы детали, обрабатываемых на станке с одной установки). Для всех подобных технологических поверхностей в зависимости от их геометрической формы, размеров и конфигурации деталей 'опре­ деляют оптимальный метод обработки и оборудование. Для каждого вида обработки в зависимости от типа оборудования и конфигурации детали нормализуют типовые схемы базирования и закрепления. По этим схемам создают стандартизованную оснастку, причем нескольких типоразмеров в зависимости от габа­ ритов деталей. Далее стандартизуют технологические переходы

иоперации, из которых составляют стандартизованные техноло­ гические процессы. В ряде случаев такие операции используют

ив индивидуальных технологических процессах. Рассмотрим

Рис. 8. Схема стандартизации технологических процессов:

I — конструктивный размерный ряд обрабатываемого элемента; II — ряд технологических размеров; I I I — режущий и измерительный инструмент; IV — режим обработки; V — норма времени

несколько подробнее основные этапы стандартизации технологи­ ческих процессов.

Принципы разработки заводских стандартов на операции.

Для создания стандартизованных операций необходимо прежде всего классифицировать детали или их элементарные поверхности по видам обработки и выбрать вид оборудования и технологиче­ ской оснастки. Затем для обработки подобных технологических поверхностей, полученных в результате классификации, создают стандарты на операции. В зависимости от формы и количества обрабатываемых элементов, их точности и чистоты различают однопереходные и многопереходные операции. Переход — неде­ лимая составляющая технологического процесса и элементарный объект стандартизации. Структура стандартного перехода зави­ сит от конструктивно-технологических параметров, характеризую­ щих элементарный процесс обработки, и функциональных связей между ними.

С целью определения содержания и структуры технологиче­ ского перехода необходимо рассмотреть всю совокупность кон­ структивных и технологических параметров и установить методику их классификации Например, параметры, определяющие стан­ дартизованную технологию, можно разделить на две категории: исходные (конструктивные) и технологические. Исходными яв­ ляются форма и размеры обрабатываемых подобных поверхностей, их точность размеров и чистота, механические свойства обрабаты­ ваемого материала. Исходные параметры делят на главные и до­ полнительные.

К главным относят конструктивные элементы технологиче­ ской поверхности, которые непосредственно определяют струк­ туру перехода: форму, размеры и точность обрабатываемой

но не изменяют схемы обработки.

Технологическими являются параметры, которые характе­ ризуют методы и средства обработки технологических поверх­ ностей. Это, например, эскиз детали с обозначением базовых поверхностей и обрабатываемых размеров, оборудование, техно­ логическая оснастка, режущий и мерительный инструмент, при­ пуски и допуски на обработку, режимы резания, нормы времени на обработку, разряд работы.

Стандартизация технологических процессов требует прове­ дения следующей подготовительной работы: определения коли­ чественных зависимостей между конструктивными и технологи­ ческими параметрами по математическим законам (рядам); уста­ новления припусков и допусков на обработку подобных техноло­ гических поверхностей и их отдельных элементов; разработки аналитических методов поэлементного нормирования обработки подобных технологических поверхностей и т. п. Стандарт на опе­

установочных поверхностей и их взаимного расположения суще­ ствуют различные схемы базирования деталей при установке в приспособлении. При этом нужно учитывать, что в отдельных случаях в конструкции детали предусматриваются дополнитель­ ные базы — отверстия, плоскости, пазы и т. п. Правильный выбор схем базирования позволяет создать переналаживаемые приспособления для закрепления деталей самой сложной конфи­ гурации. В зависимости от конструкции изделия, обрабатываемой поверхности и требуемых условий жесткости при одной схеме базирования могут быть применены различные способы закреп­ ления.

По степени универсальности приспособления можно разделить на следующие группы: 1) специальные (СП), используемые для выполнения одной детале-операции или группы конструктивно и технологически однородных деталей (эти приспособления непереналаживаемые); 2) универсальные (УП), применяемые для обработки различных изделий при помощи подналадки, допу­ скаемой конструкцией приспособления; 3) переналаживаемые многопредметные. Последние, в свою очередь, делятся на при­ способления: а) универсально-наладочные (УНП) со сменными наладками, позволяющими обрабатывать различные детали; б) групповые (ГП), предназначенные для определенной группы изделий (эти приспособления могут быть со сменными наладками (ГПН) для конкретных деталей и с постоянными установочными базами (ГПП), обеспечивающими закрепление нескольких раз­ личных деталей в одном комплектном приспособлении для одно­ временной ихобработки без переналадки); в) универсальные сборно-разборные (УСП — универсально-сборные, СРП — сборно­ разборные и АГП — агрегатированные).

УСП и СРП состоят из стандартизованных и унифицирован­ ных элементов и несложных сборочных единиц. Собранные из них* приспособления после окончания обработки разбирают и их составные части возвращают в комплект. Таким образом, элементы и узлы УСП и СРП используют многократно. Система УСП по сравнению с СРП имеет более высокую степень стандарти­ зации и взаимозаменяемости. В системе СРП допускается дора­ ботка элементов применительно к конфигурации заготовок, поэтому такие приспособления сохраняют до тех пор, пока изде­ лие не будет снято с производства. Следует заметить, что собран­ ные в системе УСП или СРП приспособления являются одноце­ левыми.

Агрегатированные приспособления (АГП) выполняются в виде отдельных самостоятельных узлов, предназначенных для осу­ ществления определенных функций: установочно-зажимных и силовых. Их можно устанавливать на различных участках стола станка, под разными углами на одной и на разных плоскостях. Эти узлы снабжены гидравлическими цилиндрами, которые соединяются с отдельным силовым приводом при помощи тру-

37

бопроводов. Давление, создаваемое приводом, одновременно пере­ дается на несколько узлов. АГП применяют прежде всего при обработке крупногабаритных деталей. Надо сказать, что внедре­ ние таких прогрессивных приспособлений осуществляется бы­ стрее на производствах, где технологическая подготовка строится на базе групповой и типовой технологии.

Рассмотрим принципы конструирования переналаживаемых многопредметных приспособлений, создаваемых при групповой обработке. Одним из важнейших этапов создания таких приспо­ соблений является классификация и группирование обрабаты­ ваемых изделий и заготовок. Групповые и универсально-нала­ дочные приспособления проектируют для группы деталей, близ­ ких по способам установки и закрепления. Так как их конфигу­ рация может быть различной; используют сменные или регули­ руемые элементы. Высокая производительность труда и точность обработки при этом достигаются благодаря быстрой и стабильной установке (базирования) любой заготовки данной группы, а также наличию быстродействующего ручного, механизированного или автоматизированного зажима. Выполнение этих и других требо­ ваний может привести к усложнению и удорожанию приспо­ соблений, однако и в этом случае они экономически себя оправды­ вают, так как затраты на их проектирование и изготовление рас­ пределяются на большое количество обрабатываемых де­ талей.

При проектировании групповых приспособлений конструктор должен учитывать производственные бозможности предприятия, характеристику оборудования, схему группового процесса, осо­ бенности изделий, входящих в группу, и размеры партий. Мето­ дика проектирования групповых приспособлений в основном та же, что и для обычных конструкций: изучение исходных дан­ ных, разработка схемы или эскиза приспособления, расчеты точ­ ности установки, прочности, усилий зажима, определение эко­ номической целесообразности выбранного варианта конструкции, собственно конструирование. Техническое задание на проектиро­ вание групповых приспособлений составляют на основе анализа конструктивных и технологических особенностей деталей данной группы, выявления характера установочных баз и способа креп­ ления. Исходные данные для проектирования: чертежи группы изделий, для которых разрабатывается приспособление; техно­ логический процесс обработки; данные о станке, на котором наме­ чено использовать групповое приспособление; чертежи индиви­ дуальных приспособлений, которые заменяются групповым; дан­ ные о применяемом инструменте. Разработка группового техно­ логического процесса и конструирование приспособлений тесно взаимосвязаны. Иногда нельзя проектировать групповые опера­ ции, не представляя конструкцию приспособления. Поэтому технолог и конструктор часто должны работать совместно, так как в процессе проектирования может выявиться необходимость

38

внесения поправок в группировку деталей и технологический процесс.

При проектировании специального приспособления обычно начинают разработку его схемы с вычерчивания контура обраба­ тываемой детали в необходимом количестве проекций. Затем составляют эскизный проект конструкции.

Создавая групповые приспособления, приходится решать за­ дачу установки и зажима не одной, а группы деталей. Поэтому одновременно с постоянной (базовой) частью проектируют необ­ ходимые сменные узлы и детали. Для этого проводят дополни­ тельную классификацию изделий по характеру их базирования на каждой операции, т. е. объектом группирования становятся детале-операции. Диктуется это следующими соображениями. В условиях применения групповых наладок на каждом рабочем месте выполняется комплекс сходных (по оборудованию и ос­ настке) детале-операций. Основными признаками любой из них являются: комплекс обрабатываемых поверхностей, станок, приспособление, инструмент. Если обрабатываемые поверхности по форме, точности и чистоте одинаковы, то и методы получения таких поверхностей будут неизменными. Использование при­ знака «характер базирования» определяется тем, что все изделия и заготовки независимо от их конструктивного типа имеют опре­ деленную общность в характере базирования в приспособлениях. В любом приспособлении есть элементы, обеспечивающие задан­ ное ориентирование заготовок. Характерная особенность груп­ повых приспособлений состоит в том, что ориентирующие эле­ менты проектируют, как правило, отдельно на каждую деталеоперацию, т. е. они являются сменными. Основа группового приспособления — его базовая часть, обеспечивающая закрепле­ ние сменного элемента для зажима детали. Она общая для всей группы детале-операций, закрепленной за групповым приспособ­ лением.

На рис. 9, а показана группа деталей, у которых необходимо фрезеровать пазы. Все они обрабатываются на горизонтально­ фрезерном станке в одном базовом приспособлении (рис. 9, б). При переходе от фрезерования одного паза к другому меняют вкладыш и фрезу. Вкладыш помещают в силовом узле приспособ­ ления, а обрабатываемые заготовки устанавливают по высоте при помощи сменных фиксаторов. В качестве силового узла при­ менен пневматический привод.

Использование вычислительной техники для выбора стандар­ тизованной оснастки. Стандартизация и унификация оснастки на базе классификационных групп деталей создает благоприятные возможности для решения ряда задач, связанных с выбором оптимальной конструкции приспособлений на основе применения вычислительной техники. При помощи вычислительных машин решают вопросы проектирования оснастки (определяют исходные данные, выполняют расчеты на точность и прочность, надеж-

39