Основы технологии машиностроения. Учебное пособие для вузов

перенастройки с одной операции на другую. Отличаются от станков общего пользования большей мощностью и жестко- стью, допускают более высокие режимы резания и применение более производительных приспособлений. Это - токарные много торцевые станки, полуавтоматы и автоматы, круглошлифоваль- ные, работающие широким кругом без продольной подачи;

третья - станки, специализированные для выполнения специ- альных операций (например, зубодолбежные, зубострогальные); Это - станки, которые путем различных дополнений и отдель- ных конструктивных видоизменений, выполненных специально для данной операции, получаются на базе строящихся станков широкого пользования или станков высокой производительноч- сти;

четвертая - станки специального назначения для выполнения определенной операции (например, агрегатные станки, станок для обточки лопаток турбин);

пятая - станки специального назначения для выполнения од- ной операции для одной определенной детали. Их применение весьма редко, обычно для простых, но необычных операций в массовом производстве.

Факторами, определяющими выбор станков, являются:

-вид обработки (токарная, фрезерная и т.п.);

-рабочие размеры станка (высота центров, расстояние между центрами, размеры стола и его ходов и т.п.), которые должны

соответствовать размерам габаритов обрабатываемой детали с учетом размеров габаритов приспособления для закрепления де- тали;

-кинематическая схема станка в смысле её соответствия тре- буемым числам оборотов и величиной подачи (этот пункт пока ориентировочно) применительно к выбранному виду и материа- ла инструмента;

-точность и жесткость станка;

-эффективная мощность станка, достаточная для осуществ-

71

Рассмотрим в качестве примера порядок аналитического рас- чета токарной обработки цилиндрической поверхности детали.

Выбираем резец с режущей частью из сплава Т5К10 и гео- метрическими параметрами:

-ϕ = 450 - главный угол в плане;

-ϕ1=100 - вспомогательный угол в плане;

-α =120 - задний угол;

-γ =100 - передний угол;

-r = 1 мм - радиус при вершине;

B×H =16×25, мм - сечение державки резца.

Определяем глубину резания для первого перехода, полагая, что весь припуск снимается за один переход.

нимальный диаметр детали, 2Zb mini - минимальный промежу-

точный припуск для i -гo перехода, n - число переходов.

Для последующих переходов глубина резания определяется по формуле:

где i - номер перехода, i =1…n, n - число переходов в операции. Выбираем величину технологически допустимой подачи по справочным материалам. Выбранную величину подачи коррек- тируем по паспорту станка 1К62А в сторону ближайшей мень-

шей величины.

Для предварительной токарной обработки такая величина по- дачи проверяется по следующим лимитирующим факторам:

- по жесткости обрабатываемой детали, если отношение ее длины к диаметру более 3:

73

Условные обозначения, принятые в формулах (5.3-5.6) сле- дующие: Cpx , Cpy , Cpz - коэффициенты в формулах для опреде-

ления усилий резания; Px , Py , Pz - соответственно выбираются по справочным данным; xpx , xpy , xpz , ypx , ypy , ypz , npx , npy , npz - показатели степеней величин t , S и V в формулах

для определения усилий резания, выбираются по справочным данным; f - величина допустимого прогиба детали, мм, f = 0,25 < δ , где δ - допуск на диаметр заготовки после выпол- нения данного перехода (по 12 квалитету точности); A - коэф- фициент, зависящий от способа установки детали, A =70 при установке детали в центрах, A =140 при установке детали в па-

троне с поджатием задним центром, A =3 при установке детали в патроне; E - модуль упругости ( E =20000 кг/мм2 - для стали),

74

применяемых для изготовления державок резцов σu =24кг/мм2;

мента.

Из вышеперечисленных пяти значений подач выбираем меньшую, которая в дальнейшем принимается за фактическую. Как правило, это величина, выбранная по справочным материа-

деленные выше; Ki - коэффициенты, учитывающие отличия ус- ловий выполнения данной операции от условий стандартной операции.

Определяем число оборотов шпинделя, необходимое для обеспечения расчетной скорости резания

πdдет

где dдет - диаметр детали на начало перехода.

75

По паспорту станка 1К62А выбираем ближайшее меньшее значение (n), которое и принимается в дальнейших расчетах.

Определяем фактическую скорость резания:

Находим потребную мощность резания:

где условные обозначения в числителе формулы были приведе- ны выше; η - кпд привода станка; η=0,85;

Мощность резания, определенная по формуле (5.10), не должна превышать мощность станка.

5.1.8. Оценка эффективности разработанного технологического процесса изготовления детали

Такая оценка может быть произведена по одному из трех критериев:

-по машинному времени ( tm );

-по коэффициенту использования материала (КИМ);

-по себестоимости. (с).

Разработанный технологический процесс эффективен при со- блюдении условий:

tm1 > tm2 ; КИМ1 < КИМ2 ; С1 > C2 .

Индексы в приведенных неравенствах показывают принад- лежность параметров к действующему (1) или разработанному

(2)техпроцессу.

Вбольшинстве случаев применяется третий из перечисляе- мых критериев. При этом определяется так называемая бухгал-

76

где М - стоимость материала заготовки; М1 - стоимость мате- риала, ушедшего в стружку; З - зарплата рабочего; H - наклад- ные расходы, берутся в процентах от зарплаты и составляют 300% для единичного и 800% для массового производства.

Тогда оценочным критерием эффективности разработанного технологического процесса обработки детали может служить

неравенство:

(З1+ Н1) > (З2 + Н2).

5.1.9. Технологическая документация

Составляется на каждый технологический процесс изготов- ления детали в виде установленных форм, в которых описыва- ются операции технологического процесса и приводится соот- ветствующие эскизы. В ряде случаев формы технологической документации разработаны и рекомендуются ведомственными РТМ. К технологической документации по изготовлению дета- лей относятся: рабочий чертеж детали, рабочий чертеж заготов- ки, сводная или маршрутная карта, технологическая карта, опе- рационная или инструментальная карта, карта наладки станка, нормировочная карта, инструментальная карта. Перечень такой документации в отдельных случаях может быть сокращен, в особенности для единичного производства.

Технологическая документация составляется в соответствии с требованиями стандартов ЕСТД – ГОСТ 3.1201-85, ГОСТ

3.1118-82, ГОСТ 3.1119-83, ГОСТ 3.1130-93.

Сводная или маршрутная карта - составляется на каждую де- таль - сводка основных данных из операционных карт. В ней от- ражен маршрут движения детали по цеху (иногда по всем цеха- ми и складам на протяжении всего процесса производства). В этой карте записывают в последовательном порядке все опера- ции технологического процесса, оборудование (тип и модель станка).

77

Технологическая карта - на каждую деталь, отличается от маршрутной тем, что в ней дана попереходная разработка опе- раций с указанием установок, позиций и переходов. Наименова- ние перехода определяет краткое содержание работы. Рабочие приемы по установке и снятию детали или перевертыванию де- тали записывается как переходы. Обрабатываемые поверхности указывают условными обозначениями в соответствии с опера- ционными эскизами либо размерами этих поверхностей в соот- ветствии с чертежами готовых деталей.

Операционная карта - на каждую операцию, оборудование (станок), режущий и мерительный инструмент, эскиз детали, пе- реходы, режимы резания, tm , tвсп , tшт , tшт-калык .

Нормировочная карта - для расчета норм времени составляет- ся для каждой операции, если требуется точное обоснование нормы времени и расценка.

Инструментальная карта - перечень приспособлений и инст- рументов для каждой операции.

5.2. Поточные методы обработки деталей

Поточное производство характеризуется:

-закреплением операций за определенными рабочими места-

ми;

-расположением рабочих мест в порядке последовательности операций;

-ритмичностью (синхронностью) операций в поточных лини- ях по времени.

Поточный метод работы обеспечивает:

-значительное сокращение цикла производства;

-значительное сокращение межоперационных заделов и не- завершенного производства;

-возможность применения высокопроизводительного обору- дования;

78

-снижение себестоимости и трудоемкости;

-простоту планирования движения деталей и управления производством;

-возможность комплексной автоматизации производствен- ных процессов.

В поточном производстве применяются: переменно-поточные линии, линии для групповой обработки и сборки; предметно- замкнутые участки.

При переменно-поточной обработке за каждым станком ли- нии закреплено по нескольку операций для технологически од- нотипных деталей, запускаемых в обработку попеременно. В течение определенного периода времени (обычно несколько смен) на линии ведется поточная обработка одной детали. Затем её переналаживают для обработки другой прикрепленной детали

ит.д. Приспособления для переменно-поточных линий конст- руируют так , чтобы в них можно было устанавливать и закреп- лять заготовки всей прикрепленной группы обрабатываемых де- талей без съема со станков при переналадке линии.

При групповой обработке на каждом станке линии одновре- менно выполняется несколько операций разных технологиче- ских процессов.

Это обеспечивается применением специальных многомест- ных приспособлений, в которые устанавливают и закрепляют всю группу деталей, прикрепленных к данной линии. Таким об- разом, на каждом станке выполняется комплекс операций по техпроцессам прикрепленных деталей. При групповой обработ- ке повышается загрузка оборудования, а линия работает без пе- реналадки станков. Количество деталей в группе от двух до восьми и более.

При проектировании технологических процессов для группо- вых линий оборудование располагается по технологическому

маршруту закрепленных за линией близких по конфигурации и размерам заготовок нескольких наименований. Все закреплен-

79