02. Типы технологических процессов

Технологический процесс относится к детали или машине, производственный же процесс – к цеху или участку. Соответственно различают производственный процесс, например кузнечного цеха, механического или сборочного и др., технологический процесс, — например механической обработки, термической и др.

Технологический процесс может быть выполнен в виде типового, маршрутного и операционного.

Типовой технологический процесс характеризуется единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструктивными признаками.

Маршрутный технологический процесс выполняется по документации, в которой содержание операции излагается без указания переходов и режимов обработки.

Технологический же процесс, выполняемый по документации, в которой содержание операции излагается с указанием переходов и режимов обработки, называется операционным технологическим процессом.

03. Типы производств

В машиностроении различают три типа производств: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется: изготовлением небольших количеств изделий разнообразных по конструкции, применением универсального оборудования, высокой квалификацией рабочих и более высокой себестоимостью продукции по сравнению с другими типами производства. К единичному производству на автозаводах относится изготовление опытных образцов автомобилей в экспериментальном цехе, в тяжелом машиностроении — производство крупных гидротурбин, прокатных станов, металлургического оборудования и т. п.

В серийном производстве изготовление деталей осуществляется партиями, изделий - сериями, повторяющимися через определенные промежутки времени. После изготовления данной партии деталей производится переналадка „станков на выполнение операции той же или другой партии. Серийное производство характеризуется применением как универсального, так и специального оборудования и приспособлений, расстановкой оборудования как по типам станков, так и по технологическому процессу.

В зависимости от величины партии заготовок или изделий в серии различают мелкосерийное, средне- и крупносерийное производства. К серийному производству относятся станкостроение, производство стационарных двигателей внутреннего сгорания, компрессоров и т. п.

Массовым производством называется производство, при котором изготовление однотипных деталей и изделий ведется непрерывно и в большом количестве в течение длительного отрезка времени — нескольких лет. Массовое производство характеризуется специализацией рабочих на выполнение отдельных операций, применением высокопроизводительного оборудования, специальных приспособлений и инструмента, расположением оборудования в последовательности, соответствующей выполнению операции, т. е. по потоку, высокой степенью механизации и автоматизации технологических процессов. В технико-экономическом отношении массовое производство является наиболее эффективным. К массовому производству относятся автомобиле- и тракторостроение.

Приведенное деление машиностроительного производства по типам является в известной мере условным. Провести резкую грань между массовым и крупносерийным производством или между единичным и мелкосерийным затруднительно, поскольку принцип поточно-массового производства в той или иной мере осуществляется в крупно- и даже в среднесерийном производстве, а характерные особенности единичного производства свойственны мелкосерийному производству.

11. ВИДЫ ПОГРЕШНОСТЕЙ

Для анализа и расчета точности применяют статистические методы исследования, которые позволяют оценивать точность обработки по кривым распределения действительных размеров деталей, входящих в партию. При этом методе различают три вида погрешностей обработки:

1. систематические постоянно действующие – они проявляются одинаково у всех деталей партии, например погрешность настройки станка. Этого вида погрешности легко обнаруживаются и устраняются подналадкой станка;

2. систематические закономерно изменяющиеся - в процессе обработки наблюдается закономерность в изменении погрешности деталей, например под влиянием износа лезвия режущего инструмента.

3. случайные - возникают под действием многих причин, не связанных между собой какой-либо зависимостью, поэтому заранее нельзя установить закономерность изменения и величину погрешностей деталей. Случайные погрешности вызывают рассеяние размеров в партии деталей, обрабатываемых в одинаковых условиях.

Величина погрешности не должна превышать предельных величин размеров, допусков, указанных в чертеже.

Существуют два вида погрешностей — систематические и случайные.

К систематическим относятся погрешности, которые при обработке партии деталей повторяются на каждой детали. Систематические погрешности по величине больше случайных и определяют точность обрабатываемой детали.

Основные причины, вызывающие погрешности обработки:

собственная неточность станка, например непрямолинейность направляющих станины и суппортов, непараллельность или неперпендикулярность направляющих к оси шпинделя, неточности изготовления шпинделя и его опор и т. д.;

деформация узлов и деталей станка под действием сил резания и нагрева;

неточность изготовления режущих инструментов и приспособлений и их износ;

деформация инструментов и приспособлений под действием сил резания и нагрева в процессе обработки;

погрешности установки и базирования заготовки на станке;

деформация обрабатываемой заготовки под действием сил резания и зажима, нагрева в процессе обработки и перераспределения внутренних напряжений;

погрешности, возникающие при установке инструментов и их настройке на размер;

погрешности в процессе измерения, вызываемые неточностью измерительных инструментов и приборов, их износом и деформациями, а также ошибками рабочих в оценке показаний измерительных устройств.

Причинами возникновения погрешностей являются:

1. неточность изготовления и износ станка и приспособлений;

2. неточность изготовления и износ режущего инструмента;

3. упругие деформации технологической системы СПИД;

4. температурные деформации технологической системы СПИД;

5. деформации обрабатываемой детали под влиянием внутренних напряжений;

6. неточность настройки станка на размер;

7. неточность установки, базирования и измерения.

12. ВИДЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ ОБРАБОТКЕ

Все многообразие поверхностей деталей изделий сводится к четырем видам:

исполнительные поверхности — поверхности, при помощи которых деталь выполняет свое служебное назначение;

основные базы — поверхности, при помощи которых определяется положение данной детали в изделии;

вспомогательные базы — поверхности, при помощи которых определяется положение присоединяемых деталей относительно данной;

свободные поверхности — поверхности, не соприкасающиеся с поверхностями других деталей.

13. ВИДЫ БАЗ

Базирование — придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.

База — поверхность или выполняющее ту же функцию сочетание поверхностей, ось, точка, принадлежащая заготовке или изделию и используемая для базирования.

Правильное базирование и закрепление деталей при обработке и сборке оказывает существенное влияние на качество работы каждой машины и на точность обработки заготовок.

В основу классификации баз положены следующие соображения. Все многообразие поверхностей деталей изделий сводится к четырем видам:

исполнительные поверхности — поверхности, при помощи которых деталь выполняет свое служебное назначение;

основные базы — поверхности, при помощи которых определяется положение данной детали в изделии;

вспомогательные базы — поверхности, при помощи которых определяется положение присоединяемых деталей относительно данной;

свободные поверхности — поверхности, не соприкасающиеся с поверхностями других деталей.

По назначению:

1) конструкторская (основная, вспомогательная);

2) технологическая;

3) измерительная.

По лишаемым степеням свободы:

1) установочная;

2) направляющая;

3) опорная;

4) двойная направляющая;

5) двойная опорная.

По характеру проявления:

1) скрытая;

2) явная.

Конструкторская — база, используемая для определения положения детали или сборочной единицы в изделии.

Группу конструкторских баз составляют основные и вспомогательные базы.

Основная — конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения их положения в изделии.

Вспомогательная — конструкторская база данной детали или сборочной единицы, используемая для определения присоединяемого к ним изделия.

Это подразделение конструкторских баз действительно как для изображения изделий на чертеже, так и изготовленного изделия. Необ¬ходимость такого подразделения вытекает из различия роли основных и вспомогательных баз и важности учета этого при конструировании, разработке и осуществлении технологических процессов.

Технологическая — база, используемая для определения положения заготовки или изделия при изготовлении или ремонте. В качестве технологических баз используют как реальные поверхности, контактирующие с приспособлением, так и геометрические линии и точки. Технологические базы делят на черновые, промежуточные, окончательные или чистовые. В процессе изготовления могут использоваться либо все три разновидности, либо черновая и чистовая. Технологические базы также делят на основные и вспомогательные.

Измерительная — база, относительно которой производят отсчет выполняемых размеров при обработке заготовки или проверку взаимного положения поверхностей детали. В качестве измерительной базы используют как реальные поверхности (прямой метод контроля), так и геометрические линии или точки (косвенный метод контроля).

Базы могут различаться и по отнимаемым от базируемых заготовок, деталей или сборочных единиц степеням свободы и по характеру проявления. Это обстоятельство послужило причиной выдвижения еще двух признаков квалификации (рисунок 4.1).

Установочная — база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их трех степеней свободы — перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг двух других осей.

Направляющая — база, используемая для наложения на заго¬товку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы — пере¬мещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг другой оси.

Опорная — база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их одной степени свободы — перемещения вдоль одной координатной оси и поворотов вокруг оси.

Двойная направляющая — база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их четырех степеней свободы — перемещения вдоль двух координатных осей и поворотов вокруг этих осей.

Двойная опорная — база, используемая для наложения на заготовку или изделие связей, лишающих их двух степеней свободы — перемещения вдоль двух координатных осей.

Скрытая — база в виде воображаемой плоскости, оси или точки.

Явная — база в виде реальной поверхности, разметочной риски или точки пересечения рисок.

Для обеспечения определенного положения обрабатываемой заготовки в приспособлении необходимо решить задачу базирования заготовки с заданной точностью. Аналогичную задачу приходится решать при сборке и ремонте изделий, когда необходимо соединить с требуемой точностью детали и сборочные единицы.

Схемы базирования зависят от формы поверхностей обрабатываемых заготовок или собираемых деталей и сборочных единиц. Обычно схемами являются базирование призматических тел и деталей вращения. В случае лишения заготовок или деталей всех их шести степеней свободы говорят о правиле шести точек.

При использовании приспособлений возможно появление погрешности установки заготовки или детали, одной из составляющих которой является погрешность базирования.

Погрешность базирования — это разность предельных расстояний от измерительной базы заготовки до установленного на размер инструмента. Она возникает при не совмещении измерительной и технологических баз. Погрешность базирования зависит от принятой схемы базирования, точности размеров установочных элементов приспособления, точности размеров, формы и взаимного расположения поверхностей заготовки, используемых в качестве баз.

Выбор установочных баз при обработке деталей имеет большое значение. Выбор черновой базы — это решение вопроса, с какой поверхности следует начинать обработку заготовки. Черновая база должна позволить обработать поверхность, которая является наиболее важной установочной базой при последующей обработке других поверхностей детали [12]. Черновая база не обеспечивает точности обработки, поэтому ее используют обычно только для первой установки, только один раз. Для деталей, не обрабатываемых кругом, в качестве черновой базы выбирают одну из необрабатываемых поверхностей, т. е. остающуюся в черновом виде. При обработке детали кругом за черновую базу следует принимать поверхность, имеющую наименьший припуск по сравнению с другими поверхностями. Черновые базы должны быть ровными и чистыми и должны иметь минимальное смещение относительно других поверхностей, подлежащих обработке.

После первой операции обработки на всех последующих операциях черновые базы должны быть заменены обработанными, чистовыми базами. Исключением может являться обработка на револьверных станках, полуавтоматах и многошпиндельных автоматах, когда деталь частично или полностью обрабатывается с одной первоначальной установки по черновой базе. При выборе чистовых установочных баз следует по возможности руководствоваться принципом совмещения баз. В общем виде принцип совмещения баз заключается в использовании в качестве установочной базы конструкторской и измерительной баз. В качестве базовой поверхности выбирают поверхность детали, относительно которой в чертеже детали координировано положение данной обрабатываемой поверхности. При совмещении установочной базы с конструкторской базой погрешность базирования равна нулю.

Если принцип совмещения баз невозможен по конфигурации детали или другим причинам, то выбирают другую базовую поверхность, однако при этом необходимо, чтобы погрешность базирования была значительно меньше допуска размера, определяющего положение данной обрабатываемой поверхности.