Фролов ЭМ.Технология изготовления деталей машин

Окончание табл. 1.3.4

Последовательность операции при обработке с полем допуска

Параметры

IT14.IT12

IT11-IT10

IT9-IT7

IT6

IT5

IT4.IT3

шероховатости, мкм

З.Фп.Фч.ПОч.ПОт

1.2.Ф.ШП. Шч. Шт.ПО

4.С.Т0.Шп.Шч.Шт.

З.Оп.Оч.ПОч.ПОт

4.С.Т0.Шп.Шч.Шт.

Дп.Дч.

Ra=<),08...0,04

4.Ф.Т0.Шп.Шч.Шт

4.Ф.Т0.Шп.Шч.Шт.

4.Ф.ТО.Шп.Шч.Шт.Д

Дп.Дч

4.0.Т0.Шп.Шч.Шт.Д

4.0.Т0.Шп.Шч.Шт.

ДпЛч

4.С.Т0.Шп.Шч.Шт.

Дп.Дч,Дт

4.Ф.Т0.Шп.Шч.Шт.

Rz=0,l...0,025

Дп.Дч.Дт

4.0.Т0.Шп.Шч.

Дп.Дч.Дт

МЕТОДОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

91

При операционном ТП в число задач за­

(сверление мелких отверстий, снятие фасок,

вершающего этапа войдут: определение воз­

прорезание канавок, зачистка заусенцев и др.)

можных составов переходов для каждой опе­

также выполняют в последнюю очередь на

рации и выбор оптимальной

(рациональной)

стадии чистовой обработки. Так, для рассмат­

последовательности

их выполнения;

опреде­

риваемой в качестве примера детали шлице-

ление возможных составов инструмента и

вого вала в первую очередь должна быть вы­

выбор оптимального (рационального);

опре­

полнена фрезерно-центровальная операция -

деление возможных схем наладок инструмен­

фрезерование торцов и сверление центровых

тов и выбор

оптимальной

(рациональной)

отверстии,

являющихся

технологической ба­

схемы для каждой операции; расчет режимов

зой,

а

завершающая

круглошлифовальная

резания; расчет точности обработки; норми­

операция

- тонкое шлифование

по диаметру,

рование

переходов;

расчет

технико-

являющегося

наиболее точным

размером де­

экономических

показателей

операционного

тали.

ТП; формирование операционных карт.

3. Принцип выделения решающих операций. По

Основой

для

решения

главной

задачи

этому принципу сначала должны

быть

обра­

определения

оптимальных

(или

рациональ­

ботаны поверхности,

при обработке которых

ных) маршрутов (планов операций)

и планов

могут проявиться дефекты заготовки. В случае

переходов в каждой операции являются типо­

обнаружения

этих

дефектов заготовку

либо

вые маршрутные и операционные ТП, анализ

бракуют без повторная (окончательная)

меха­

конструктивно-технологических

характери­

ническая

обработка,

по

крайней

мере

части

стик - кодов изделий, для которых разрабаты­

наиболее дальнейших затрат труда, либо при­

вается ТП,

а

также анализ

единичных ТП

нимают меры для исправления брака.

действующего

производства

для

изделий,

4.

Наличие в

ТП операции термической обра­

имеющих

конструктивно-технологическую

ботки. Если

в процессе

механической

обра­

общность с изделиями, для

которых

разраба-

ботки деталь подвергается термической

обра­

тавается ТП.

ботке, то весь ТП разделяют на две части: до

Кроме

того, должны

быть

учтены тип

термической

обработки

и после

нее. Такое

производства,

ограничения,

если

таковые

разделение

вызвано

возможными

деформа­

будут, с использованием

оборудования,

опыт

циями

детали в процессе термической

обра­

и традиции

отрасли

или

доводы

изготовите­

ботки, а поэтому после термической обработ­

лей.

ки

должна

быть

проведена

высокоточных

Ниже даны рекомендации,

отражающие

элементов детали. В ряде сл:^аев может быть

основные подходы к выбору маршрута обра­

ботки деталей.

введена дополнительная операция - правка

детали.

1. Принцип дифференцированного разделения ТП

Принцип согласования времени

выполнения

механической

обработки на стадии. Принято5.

различать т р и

с т а д и и

о б р а б о т к и :

отдельных операций - непосредственно

связан

черновую (предварительную),

чистовую и от­ с загрузкой оборудования. В крупносерийном

делочную (окончательную), которые выполня­ и

массовом

производствах,

выделяя в мар­

ются в указанной последовательности для

шруте изготовления детали операции, необхо­

отдельных элементов и детали в целом. Реа­

димо обеспечить равенство или кратность

лизация этого принципа позволяет во многих

времени их выполнения с тактом работы,

случаях более рационально использовать обо­

обусловленным программным заданием, что,

рудование и обеспечить более высокое каче­

однако, может быть учтено только после нор­

ство изготовления деталей. Часто этот прин­

мирования операций.

цип используют в пределах одной операции.

6.

Наличие операций технического

контроля.

Операции

технического

контроля

обычно

2. Зависимость последовательности обработки

от выбранной технологической базы.

вводят после обработки, где вероятна повы­

Согласно этому принципу

первоначаль­

шенная доля брака, перед сложными и доро­

но обрабатывают начисто, а иногда и оконча­

гостоящими

операциями,

после

обработки

тельно, технологические базы, а затем обра­

наиболее

ответственных

рабочих

поверхно­

ботка детали проводится в последовательно­

стей детали, а также в конце обработки.

сти, обратной точности размеров обрабаты­

ка

В ы б о р

т и п а

и

м о д е л и

с т а н ­

ваемых элементов (поверхностей) детали. По­

может быть осуществлен

по технологиче­

следними обрабатываются обычно поверхно­

скому классификатору

деталей машинострое­

сти наиболее точные и имеющие наибольшее

ния и приборостроения на основе анализа

значение для детали. В конце маршрута часто

конструкторско-технологического кода дета­

выносят обработку легко повреждаемых по­

ли.

Способ

индивидуального

получения

верхностей, таких как наружные резьбы и др.

Операции

второстепенного

характера

размеров

может быть

оправдан

в

условиях

92

Глава 1.3. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

единичного и

мелкосерийного

производства.

ного времени: Густ - время на установку, за­

При серийном и тем более массовом произ­

крепление

и

снятие

детали

со

станка;

водствах должен быть принят способ автома­

^упр - время управления приводами станка;

тического

получения

размеров.

Существен­

Гс.и

-

время

на

смену

инструмента;

ным при выборе модели станков является

Тпоз - время на смену позиций;

Г^нд - время

также вопрос о реализации принципа концен­

на индексацию новых позиций.

трации или дифференциации операций в раз­

Суммарное

вспомогательное

время Гвсп

рабатываемом ТП. Принятое построение опе­

при работе на универсальных станках в се­

рации определяет наладку станка, которая

рийном производстве составляет 25 ... 55 % от

может быть одно- и многоинструментальной,

штучного времени. Таким образом, сокраще­

а также тип приспособления для установки

ние

Гвсп является весомым резервом

в повы­

обрабатываемых деталей, которые могут быть

шении

производительности

технологических

одноместными и многоместными. В условиях

операций.

массового производства в ряде случаев целе­

Учитывая, что

Густ составляет 50 ... 60 %

сообразно

разработать

технологическую

опе­

в норме

Гвсп, важно при

организации опера­

рацию на специальном станке. В этом случае

ций не только сокращать Густ, но и совмещать

должно быть разработано задание на проекти­

это время с основным технологическим вре­

рование станка.

п р о и з в о ­

менем Госн-

способом

совмеще­

П у т и п о в ы ш е н и я

Распространенным

д и т е л ь н о с т и

о п е р а ц и й

ТП

могут

ния вспомогательного времени с основным

быть выявлены в результате анализа опера­

является

применение

дублирующих

приспо­

тивного времени

Гоп, представляющего собой

соблений на загрузочных позициях.

сумму основного

времени

Госн

и

вспомога­

В то время как заготовки, закрепленные

тельного времени Т^^п. выполнения операции.

в одном приспособлении, обрабатываются на

При этом учитывается, что время техни­

рабочих позициях, в дублирующем приспо­

ческого

и

организационного

обслуживания

соблении производят смену и установку но­

рабочего места, а также время регламентиро­

вых заготовок. Во время следующего цикла

ванных перерывов принимают в процентах от

дублирующее

приспособление

вводится

в

оперативного времени и таким образом от

работу, а первое становится на загрузочную

построения операций они непосредственно не

позицию.

Наиболее

эффективным

является

зависят.

(машинное)

время,

затрачи­

метод работы с непрерывным циклом, когда

Основное

съем и загрузка заготовки проводятся на ходу.

ваемое на формообразование детали в процес­

1.3.2. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

се

выполнения

отдельной

технологической

операции с целью придания ее поверхностям

ПРОЦЕССОВ

и поверхностным слоям параметров, заданных

При

проектировании

технологических

в рабочих

чертежах деталей

и

технических

процессов

механической

обработки заготовок

условиях

на

их

изготовление,

зависит

от

чаще всего возникают задачи

правильного и

многих факторов технического и организаци­

обоснованного

определения

операционных

онного характера.

размеров и допусков на них. Они могут быть

К числу таких основных

факторов,

вы­

решены с помощью размерного анализа.

бор рациональных решений по которым про­

Обычно допуски и предельные отклоне­

водится при разработке ТП, относятся: конст­

ния

на

размеры

деталей

определяют, исходя

рукция,

геометрия

и инструментальные

мате­

из расчета

сборочных

размерных

цепей. Это

риалы режущих

инструментов; режимы

реза­

во многом предопределяет последовательность

ния и прежде всего глубина резания, подача и

обработки

отдельных

поверхностей,

которая

скорость

резания;

состав

и

расход

смазочно-

не всегда

может быть

выдержана

при обра­

охлаждающей

жидкости;

число

переходов и

ботке заготовок

на настроенных

станках, по­

рабочих ходов для обработки одних и тех же

скольку

технологические

базы могут

не сов­

поверхностей в составе операции; число рабо­

падать с конструкторскими. На основе выяв­

чих

инструментов,

одновременно выполняю­

щих различные переходы; число рабочих ин­

ления и расчета размерных цепей возникает

струментов, задействованных в одном и том

необходимость устанавливать технологические

же переходе.

сокращение

основного

размеры для выполнения отдельных операций

Значительное

и переходов. Однако может оказаться, что

времени достигается также при работе мето­

принятая последовательность обработки явля­

дом врезания и применением комбинирован­

ется неприемлемой, так как допуски на тех­

ных

инструментов, выполняющих

несколько

нологические размеры окажутся трудно вы­

переходов за один рабочий ход.

полнимыми. При этом важно, чтобы точность

Основные

составляющие

вспомогатель­

выполнения

технологических

размеров S

не

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

97

решения определенного класса близких друг

автоматизации на всех уровнях проектирова­

другу технологических задач, например, про­

ния. Так, в САПР технологических

процессов

ектирование

технологического маршрута

об­

обычно включают подсистемы

структурного,

работки

деталей

определенного

класса

функционально-логического и элементного

(группы), сборки узлов и сборочных операций

проектирования

(разработки

принципиальной

заданного типа.

схемы технологического процесса, проектиро­

При оперативном режиме технолог-

вания маршрута, проектирования

операции,

проектировщик-пользователь

непосредствен­

разработки управляющих программ для обо­

но связан с ЭВМ через индивидуальный тер­

рудования с ЧПУ). Иерархическое построение

минал или абонентский пункт (пишущую

САПР относится также к специальному про­

машинку, телетайп, дисплей). Он получает

граммному обеспечению и к техническим

сообщение от ЭВМ достаточно быстро, через

средствам

(центральный

вычислительный

интервал времени, не нарушающий естест­

комплекс и автоматизированные рабочие мес­

венного хода его мысли. Диалоговый режим

та).

совокупность

целесообразно применять тогда, когда этот

САПР представляет собой

метод является единственным или он эффек­

информационно-согласованных

подсистем.

тивен.

Обслуживание всех или большинства после­

Диалоговый режим эффективен при ре­

довательно решаемых задач ведется информа­

шении творческих задач, когда требуется эв­

ционно-согласованными программами. Пло­

ристический

подход (распознавание

геомет­

хая информационная согласованность приво­

рических образов деталей, размерных и топо­

дит к тому, что САПР превращается в сово­

логических

связей

между

элементарными

купность автономных программ.

геометрическими образами с целью опти­

САПР должна быть инвариантной сис­

мального выбора схем базирования, проекти­

темой, т.е. универсальной или типовой.

рование маршрута обработки, сборки и др.).

Структурными частями САПР являются под­

Эти и многие

другие задачи

могут быть ре­

системы. Подсистема - вьщеляемая часть сис­

шены эффективно лишь путем синтеза твор­

темы, с помощью которой можно получить

ческих процессов человека и "способностей"

законченные

результаты

проектирования.

машинных программ. Вместе с тем при диа­

Каждая подсистема содержит элементы обес­

логовом

режиме

значительно

увеличиваются

печения.

обеспе­

затраты на создание программного обеспече­

Предусматриваются следующие

ния, возрастают затраты на проектирование.

чения автоматизированного

(автоматического)

Можно создавать пакеты программ, позво­

проектирования:

ляющих накапливать опыт проектирования и

методическое обеспечение - совокупность

формировать

алгоритмы

классификации,

ге­

документов, устанавливающих состав и пра­

нерирования

понятий,

поведения.

Поэтому

вила отбора и эксплуатации средств обеспече­

возникла и решается задача создания

автома­

ния проектирования, необходимых для вы­

тизированных

систем проектирования

техно­

полнения

автоматизированного

проектирова­

ния;

логических процессов в режиме диалога с

информационное

обеспечение - совокуп­

последующим

переходом

к

пакетному

(автоматическому)

режиму

более

высокого

ность сведений, необходимых для выполне­

уровня путем использования программ обуче­

ния проектирования, представленных в за­

ния.

данной форме; информационное обеспечение

При

создании

систем

автоматизирован­

включает базу данных, содержащую норма­

ного проектирования (САПР), в том числе

тивно-справочные материалы и базу знаний, в

проектирования

технологических

процессов,

которой находятся правила создания вариан­

учитывают ряд положений. САПР создается

тов структуры технологического процесса;

математическое

обеспечение -

совокуп­

как система, в которой проектирование ведет­

ся с помощью ЭВМ. САПР строится как от­

ность математических

методов,

математиче­

крытая и развивающаяся система. САПР раз­

ских моделей и алгоритмов, необходимых для

рабатывают продолжительное

время,

поэтому

проектирования, представленных в

заданной

экономически целесообразно вводить ее в

форме;

совокуп­

эксплуатацию по частям по мере готовности.

лингвистическое обеспечение -

Созданный базовый вариант системы может

ность языков проектирования, включая тер­

расширяться. Кроме того, возможно появле­

мины и определения, правила формализации

ние новых, более совершенных математиче­

естественного языка и методы сжатия и раз­

ских моделей и программ, изменяются также

вертывания текстов, необходимых для проек­

и объекты проектирования.

тирования, и представленных в заданной

САПР создается как иерархическая сис­

форме;

совокупность

тема, реализующая

комплексный

подход

к

программное обеспечение -

98

Глава 1.3. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

машинных программ, необходимых для про­

всех уровнях проектирования.

ектирования,

представленных

в

заданной

Повышение

уровня

типизации, унифи­

форме. Программное обеспечение делят на

кации и стандартизации при разработке

тех­

две

части: 1)

общее программное обеспечение,

нологических процессов во многом определя­

которое разрабатывается

для решения любой

ет эффективность

автоматизированного

про­

задачи и особенности САПР не отражает; в

ектирования.

САПР общее (системное) программное обес­

Автоматизированная система технологи­

печение

представляет

собой

операционную

ческой

подготовки

производства

(АСТПП)

систему; 2) специальное программное обеспече­

включает

проектирование

технологических

ние, которое включает все программы реше­

процессов как заготовительного производства,

ния конкретных проектных задач;

так и обработки резанием и сборки, проекти­

техническое обеспечение -

совокупность

рование технологической оснастки, специаль­

взаимосвязанных

и

взаимодействующих тех­

ного инструмента и нестандартного оборудо­

нических средств, предназначенных для про­

вания.

ектирования.

Под рабочим процессом в информаци­

К техническому обеспечению САПР предъ­

онной

системе

понимают

преобразование

являются ряд требований:

ресурсов

входных данных в выходные. В данной под­

достаточность

вычислительных

системе это означает преобразование инфор­

(производительность и емкость памяти) для

мации о детали, представленной в виде чер­

решения основных проектно-технологических

тежа,

в

технологическую

документацию.

задач;

Обычно этот процесс включает: разработку

приближенность к рабочим местам про­

принципиальной

схемы

технологического

ектировщика, удобство общения технолога с

процесса;

проектирование

технологического

ЭВМ;

коллективного

выполнения

маршрута

обработки

детали; проектирование

обеспечение

технологических операций с выбором обору­

проектных работ (обеспечение этих требова­

дования, приспособлений и инструмента, а

ний

учитывает

особенности

технического

также с назначением режимов резания и норм

обеспечения (ТО) САПР. Основными компо­

времени;

разработку

управляющих

программ

нентами ТО являются: рабочие станции, объ­

для станков с ЧПУ; расчет технико-эконо­

единяющие ЭВМ,

периферийные устройства.

мических

показателей

технологических

про­

Рабочие станции объединяются в рабочую

цессов; разработку необходимой

технологиче­

сеть; для выполнения трудоемких вычисли­

ской документации.

участие

проектиров­

тельных

процедур

используются

высокопро­

Непосредственное

изводительные суперЭВМ);

совокуп­

щика позволяет принимать решения об опти­

организационное обеспечение -

мальном распределении функций между ЭВМ

ность документов,

устанавливающих

состав

и человеком.

проектной организации и её подразделений,

Другим важным и необходимым элемен­

связи между ними, их функции, а также фор­

том рабочего процесса является информаци­

му

представления

результата

проектирования

онное обеспечение - характеристика обраба­

и порядок рассмотрения проектных докумен­

тываемых

материалов,

каталоги

станочного

тов, необходимых для выполнения проекти­

оборудования,

режущего

и

измерительного

рования.

инструмента и т.д.

При

автоматизированном

проектирова­

Работы по интефации

автоматизирован­

нии оптимальных технологических

процессов

ных подсистем конструкторского и техноло­

механосборочного

производства

нужно учи­

гического обеспечения в единую систему бы­

тывать:

системность

автоматизированного

ли начаты в нашей стране в начале 80-х го­

1)

дов. Одной из первых подобных САПР стала

проектирования на основе характера и взаи­

система "КАС ТПП". Широко использовалась

мосвязи факторов, влияющих на построение

система "КАПРИ", в функции которой входит

технологического

процесса,

определяющих

конструирование детали и сборочных единиц,

обеспечение

заданного

качества

изготовляе­

компоновка, выбор заготовок, синтез мар-

мых изделий и экономическую эффектив­

шрутно-операционной технологии, подготов­

ность разрабатываемой технологии;

ка управляющих программ с ЧПУ. Эти рабо­

2) оптимизацию проектируемого

техно­

ты направлены на создание комплексной ав­

логического

процесса,

предусматривающую

томатизации

технологического

проектирова­

комплексную взаимосвязь его структуры, па­

ния и инструментальных средств формирова­

раметров качества изготовляемого изделия и

ния автоматизированных подсистем. Заслужи­

режимов обработки;

вает внимание отечественные конструктор-

3) рациональное сочетание типовых и

ско-технологические САПР методом адреса­

индивидуальных технологических решений на

ции "КОМПАС" и "СПРУТ".