Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Фролов ЭМ.Технология изготовления деталей машин

.pdf
Скачиваний:
38
Добавлен:
06.09.2013
Размер:
33 Мб
Скачать

ПРВДИСЛОВИЕ

Технический прогресс в машинострое­ нии в большей степени зависит от конкурен­ тоспособности выпускаемых машин. В то же время эта конкурентоспособность зависит от качества и себестоимости деталей, которые определяются технологией их изготовления, занимающей 30-70 % в общей трудоемкости производства машин.

Исследования перспектив развития тех­ нологии обработки деталей машин, проведен­ ные в России, в развитых странах Западной Европы и в США, убедительно показали, что объемы механической обработки в машино­ строении не будуг снижаться. Это объясняет­ ся тем, что непрерывно повышаются требова­ ния к точности размеров и качеству поверх­ ностного слоя деталей машин, обеспечить которые заготовительные процессы в бли­ жайшие десятилетия не смогут. А так как затраты труда для повышения точности раз­ меров на один квалитет и уменьшения высот­ ных параметров шероховатости обрабатывае­ мых поверхностей в 2-3 раза увеличиваются на 20-30%, то в технологии изготовления де­ талей все больше и больше будут использо­ ваться чистовые и отделочные операции. Все это убедительно говорит о необходимости обращать особое внимание на основы разра­ ботки технологических процессов и техноло­ гическое обеспечение качества деталей ма­ шин. Этим вопросам посвящен первый раздел данного тома.

Значительный вклад в решение этих во­ просов за последние 50 лет после первого издания энциклопедии «Машиностроение» внесли отечественные ученые: Б.М. Базров, Б.С. Балакшин, В.Ф. Безъязычный, П.Н. Белянин, Б.В. Бойцов, О.А. Горленко, A.M. Дальский, Д.Г. Евсеев, МЛ. Елизаветин, А.И. Исаев, К.С. Колев, В.В. Кован, И.А. Кога­ нов, И.М. Колесов, B.C. Корсаков, СИ. Корчак, А.Г. Косилова, Л.В. Подзей, А.Д. Макаров, А.Н. Малов, Р.К. Мещеряков, В.Г. Митрофа­ нов, А.В. Мухин, B.C. Мухин, А.А. Маталин, В.Н. Подураев, А.А. Рыжкин, Э.В. Рыжов, Э.А. Сатель, С.С. Силин, А.П. Соколовский, Ю.М. Соломенцов, В.К. Старков, A.M. Сули­ ма, И.Н. Султан-Заде, А.Г. Суслов, Л.В. Худобин, Д.В. Чарнко, М.А. Якобсон, А.С. Ямников, А.Б. Яхин.

К концу ХХ-го века разработано и реа­ лизовано в машиностроении много различных методов обработки деталей. В цедом их мож­ но разбить на несколько видов: механическая обработка (лезвийная, алмазно-абразивная, отделочно-упрочняюшая обработка поверхно­ стным пластическим деформированием); электрофизическая обработка (электроэрози­ онная, электронно-лучевая, лазерная, ультра­ звуковая); электрохимическая и комбиниро­ ванная обработка. Описанию различных тех­ нологических методов обработки деталей ма­ шин посвящен второй раздел данного тома.

Большой вклад в усовершенствование, разработку и исследование технологических методов обработки деталей машин внесли отечественные ученые: В.И. Аверченков, П.Г. Алексеев, Б.М. Аскинази, А.П. Бабичев, Ю.М. Барон, О.А. Горленко, А.Г. Григорьянц, В.И. Дрожжин, Д.Г. Евсеев, В.А. Исаченко, Л.И. Карпов, B.C. Коваленко, Е.Г. Конова­

лов,

И.В. Кудрявцев,

A.M.

Кузнецов,

А.Д. Макаров, А.И. Марков, Е.Н. Маслов, B.C. Мухин, Ю.Ф. Назаров, Ю.К. Новоселов, А.Н. Овсеенко, П.М. Орлов, В.Л. Остафьев, Ю.В. Панфилов, Д.Д. Папшев, В.Н. Подура­ ев, С.А. Попов, В.В. Петров, Ю.Г. Проскуря­ ков, А.Н. Резников, 0.А, Розенберг, А.А. Рыж­ кин, Э.В. Рыжов, Н.Н. Рыкалин, М.Д. Семко, В.М. Смелянский, В.П. Смоленцев, А.А. Со­ колов, A.M. Сулима, А.Г. Суслов, Н.В. Талан­ тов, А.В. Тотай, А.А. Углов, В.П. Федоров, B.C. Харченков, Л.А. Хворостухин, Л.В. Худобин, Ю.Г. Шнейдер, Д.Л. Юдин, АС. Ямников, В.М. Ярославцев, П.И. Ящерицын.

Средствам технологического оснащения механической обработки деталей машин по­ священ третий раздел. В нем приведены ос­ новные типы металлорежущих станков, их технические характеристики, станочные при­ способления, металлорежущие и контрольноизмерительные инструменты. Описаны облас­ ти их рационального применения. В решение этих вопросов значительный вклад внесли: Н.С. Ачеркан, В.В. Бушуев, В.М. Вальков, А.С. Верещака, В.Б. Ильицкий, В.А. Гречиш­ ников, В.В. Клюев, В.А. Кудинов, Ю.И. Куз­ нецов, СИ. Лашнев, А.И. Марков, В.В. Ми-

ПРЕДИСЛОВИЕ

11

китянский, в.в. Протасьев, А.С. Проников,

лова, А.В. Пуша, В.А. Ратмирова, Г.И. Рапопор­

В.Р. Пуш, Д.Н. Решетов, П.Р. Родин,

та, Ю.М. Соломенцева,

ВЛ. Сосонкина,

В.Ф. Романов, B.C. Стародубов, B.C. Хомя­

А.Г. Схиртладзе, Б.И. Черпакова, М.Г. Косова.

ков, Б.И. Черпаков.

 

 

Технология производства типовых дета­

Четвертый раздел посвящен

вопросам

лей машин изложена в пятом разделе. Клас­

типизации технологических

процессов, груп­

сические технологии изготовления деталей

повой и модульной технологии и гибким

машин формировались десятилетиями. Значи­

производственным

системам механической

тельный вклад в это внесли: Б.С. Балакшин,

обработки деталей

машин.

Основоположни­

Б.Л. Беспалов, A.M. Дальский, М.Е. Егоров,

ком создания типовых технологических про­

Н.М. Капустин, Н.В. Кибальченко, И.А. Ко­

цессов и фупповой обработки деталей являет­

ганов, И.М. Колесов, ЛИ. Карпов, B.C. Кор­

ся российский ученый СП. Митрофанов.

саков, А.А. Маталин, А.И. Овсеенко, В.В. Писа-

Б.М. Базров разработал модульную техноло­

ренко, А-П. Соколовский, А.И. Спришевский,

гию.

Созданию

гибких

производственных

Н.Э. Тернюк.

систем для обработки деталей машин посвя­

В дальнейшем научные разработки в об­

щены

работы

отечественных

ученых:

ласти технологии машиностроения могут при­

П.Н. Белянина, В.А. Исаченко, В.Г. Логаше-

вести к изменению сформировавшихся клас­

ва, О.Н. Миляева, В.Г. Митрофанова, В.В. Пав­

сических технологий типовых деталей.

Р А З Д Е Л 1

ТЕХНОЛОГИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН

 

 

Глава 1.1

 

 

тать и пр. Узловая сборка деталей проводится

 

 

 

 

 

 

 

на заводе основного производства либо на

 

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ

отдельных заводах, выпускающих такие узлы

 

МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

в качестве изделий, и способствует совершен­

 

 

 

 

 

 

 

ствованию

технологических

процессов изго­

1.1 л . ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ и ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ

товления .машин. С конструкторской точки

 

 

ПРОЦЕССЫ'

 

 

зрения узел представляет собой часть машины

Объектами машиностроительного произ­

в соответствии с функциональным назначени­

ем без учета особенностей

сборки. Так, рас­

водства являются машины различного назна­

пределительный механизм машины, располо­

чения. Технологический

процесс

изготовле­

женный,

например,

наряду

с другими меха­

ния

машин

предусматривает

производство

низмами

в

ее корпусной

детали,

является

деталей, сборочных единиц (узлов) и изделий.

конструктивной сборочной единицей (узлом),

Изделие - продукт конечной

стадии ма­

но не является технологической сборочной

шиностроительного

производства.

Изделием

единицей, так как не может быть собран обо­

может быть машина, сборочная единица или

собленно.

 

Наиболее

совершенной

является

деталь в зависимости

от того, какую продук­

сборочная

единица,

которая

одновременно

цию выпускает завод (прехшриятие). Так, на­

отвечает условию ее функционального назна­

пример, для одного из заводов изделием мо­

чения в изделии и условию обособленной

жет быть металлорежущий станок, для друго­

сборки.

 

 

 

 

 

сборочной

горобот к нему, для третьего - обычный

В зависимости от положения

болт. Помимо изделий основного производст­

единицы в изделии различают их порядок.

ва возможно получение на том же заводе из­

Так, сборочные единицы, входящие в процес­

делий

вспомогательного

производства, кото­

се сборки непосредственно в изделие, назы­

рые используются для собственных нужд.

вают сборочными единицами первого поряд­

Примером может служить крупный автомо­

ка. Те сборочные единицы, которые входят в

бильный завод, выпускающий

металлорежу­

сборочные единицы первого порядка, назы­

щие станки специального назначения.

вают сборочными единицами второго порядка

Деталь - первичный элемент изделия.

и т.д. Такое представление

о деталях и сбо­

Детали изготовляют

из однородного по на­

рочных единицах существенно помогает опи­

именованию и марке материала. Отличитель­

сать в целом изделие и его элементы. Общая

ной особенностью детали является отсутствие

компоновка элементов изделия

представлена

в ней каких-либо соединений как разъемных,

 

 

 

 

 

 

 

так и неразъемных. Покрытия различного

 

 

 

 

 

 

 

вида не являются отдельными деталями. Раз­

 

 

 

 

 

 

 

личают детали с покрытиями и без покрытий.

 

 

 

 

 

 

 

При

сборке

детали

сопрягаются

с другими

 

 

 

 

 

Сборочные

деталями по поверхности, образуя соедине­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

единицы (узлы):

ния. Геометрические и физико-механические

 

 

 

 

 

1'ГО порядка

показатели

поверхностей

и

поверхностных

 

 

 

 

 

 

 

слоев являются важнейшими характеристика­

 

 

 

 

 

 

2'П поржЬга

ми качества деталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сборочная единица {узел) - разъемное или

 

 

 

 

 

 

 

неразъемное соединение частей изделия. С

 

 

 

 

 

 

 

технологической точки зрения узел представ­

 

 

 

 

 

 

 

ляет собой обособленную часть изделия, ко­

Рис. 1.1.1. Общая компоновка элементов изделия

торую можно собрать отдельно от других час-

 

 

 

 

 

 

 

тей, оценить по выходным параметрам, испы-

 

 

 

 

 

 

 

^ Многие термины и определения регламентируются Государственными стандартами, но периоди­ чески претерпевают изменения.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ

13

на рис. 1.1.1. Очевидно, что собственно дета­ ли могут входить как в сборочные единицы любого порядка, так и непосредственно в изделие вне сборочных единиц. Общая ком­ поновка элементов изделия позволяет разра­ ботать технологическую схему сборки и увязать воедино процесс изготовления деталей, узло­ вую сборку и сборку всего изделия. Целесо­ образность разработки схемы сборки опреде­ ляется сложностью изделия.

Особую роль играют базовые детали. Они имеют базовые поверхности, с помощью которых другие детали и сборочные единицы ориентируются относительно друг друга. Сборка, как правило, начинается с базовых деталей. При сборке машины одна из сбороч­ ных единиц (узлов) может играть роль базо­ вой сборочной единицы (базового узла). Чаще всего базовыми являются корпусные детали.

Условия производства могут требовать, чтобы на сборку изделия его элементы пода­ вались группами. Каждая такая группа назы­ вается сборочным комплектом. Если эти эле­ менты не вводят в состав машины на заводеизготовителе, а они имеют вспомогательное назначение, то такая группа называется ком­ плектом (например, комплекты запасных частей). Изделие предприятия-поставщика, используемое на заводе-изготовителе, называ­ ется комплектующим изделием. Сборочная единица, способная самостоятельно выпол­ нять в изделии определенные функции, назы­ вается агрегатом.

Основное место в производстве машин отводится разработке технологических про­ цессов. В свою очередь эти процессы являют­ ся составной частью производственных про­ цессов (рис. 1.1.2).

Производственный процесс характеризует­ ся совокупностью действий, в результате ко­ торых материалы и полуфабрикаты превра­ щаются в готовые изделия в соответствии с их служебным назначением. Для функциониро­ вания производственного процесса необходи­ мы соответствующие исходные данные. Так, директивное задание содержит необходимые указания о развертывании производства ма­ шин определенного назначения или серии машин с указанием объема годового выпуска. Прорабатываются вопросы обеспечения дан­ ного производства материалами, полуфабри­ катами, оценивается возможная система управления производством. В качестве исход­ ных рассматривают также социальноэкономические факторы, возможную эколо­ гическую обстановку в регионе размещения данного предприятия. Создание производст­ венного процесса является задачей высшего порядка сложности и рассматривается на го­ сударственном уровне. Так, в понятие

"производственный процесс" будет входить все, что связано, например, с созданием ав­ томобильного завода.

Каждый элемент производственного процесса может представляться соответст­ вующим производственным подразделением, функции которого определяются предельно четко. Одно из подразделений берет на себя функции снабжения материалами, комплек­ тующими изделиями и т.д., а также функции хранения готовой продукции (хотя хранение может быть организовано и в другом подраз­ делении). Вопросы обслуживания различного рода поручаются второму подразделению, а в третьем - разрабатывается структура управ­ ления производственным процессом, форми­ руются органы управления и т.д.

Полезно выделять вспомогательный производственный процесс (см. рис. 1.1.2). Он может предусматривать обеспечение произ­ водства технологической оснасткой, различ­ ными инструментами, включать систему транспортирования объектов труда, обеспечи­ вать уход за оборудованием и его наладку. Каждый из элементов вспомогательного про­ изводственного процесса в зависимости от масштаба производства может представляться участком, цехом или отдельным заводом.

Технологический процесс - часть произ­ водственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, форм

идругих свойств предмета производства. Это понятие имеет весьма широкие границы и в различные периоды времени уточняется соот­ ветствующими стандартами, однако главным остается понятие о непосредственном изме­ нении состояния объекта труда. Технологиче­ ский процесс представляется чаще всего со­ вокупностью процессов, основанных на при­ менении различных методов их выполнения (см. рис. 1.1.2). Так, важной составной частью технологического процесса может быть про­ цесс изготовления заготовок (литье, обработка давлением, сварка и др.), процесс изготовле­ ния деталей, т.е. превращение заготовок в составные элементы машины, процесс сборки

идругие. Прогрессивным оказывается такой технологический процесс, когда уже на ста­ дии изготовления заготовок сразу вьщается готовая деталь.

Технологическая операция - это часть тех­ нологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, над одним или не­ сколькими одновременно обрабатываемыми предметами, одним или несколькими рабочи­ ми. Аналогичные понятия рассматриваются для процесса изготовления заготовок, сборки и др. Наличие рабочего места является не­ пременным условием проведения операции. Рабочее место представляет собой часть про-

Искодные

директивное

система

 

полуфаб­

социально ~

прочие

данные

задание

управления

{материалы

рикаты

экономические

данные

производством

факторы

Производственный процесс

if

i t s

i ^

1 ^

1

Технологический

процесс

вспомогательный^

хранение,

\обслуживана£\управление

производственный

прои. есс

снабжение

шроизводсгвот

 

 

 

процесс

изготовления

заготовок

1

наличие

радочего

места

в одной полии,аи 1

внескольких,

позициях

с одного

устанрВа

с нескольких установов

процесс

изготовления

деталей

\Опероция f\

{Переход 1

— I

Проход 1

л

Прием /

]Движение\\

т

процесс обеспечение инструмен­ сборки оснасткой тальное

обеспечение

 

х

1

[Операция2\

шперацияд]

[Операция^

\Переход1

\Переход5

1

{Переходе

 

 

—I

Проход Z

Проход 3

1

Проход 4

1

Т

 

Прием 1

т.

Прием ^

Прием д

 

Т

1

Т

Т

1.

ХДвижениеА

Уважениез\

движение ^

— 1 —

транспор­ уход и Прочие тирование наладка

1

Рис. 1.1.2. Структура производственного и технологического процессов

 

 

 

 

 

 

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ и ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ

 

 

 

 

 

15

изБодственной

 

площади,

оборудованной

в

собой классификационную

 

категорию произ­

соответствии с выполняемой работой. Работа

водства, вьщеляемую по принципу объема

в рамках

одной

операции

предусматривает

годового выпуска продукции и широте но­

условие непрерывности в том смысле, что

менклатуры

производства

изделий. Техноло­

исключается переход к выполнению другой

гический процесс, прогрессивный для одного

работы. В автоматизированном и гибком ав­

типа производства, может быть совершенно

томатизированном

 

производствах

понятие

неприемлемым для другого типа производст­

технологической операции несколько изменя­

ва. Современное производство подразделяется

ется. Технологический

процесс

предусматри­

на массовое, серийное и единичное.

 

 

вает также наличие вспомогательных операций,

 

Массовое

 

производство характеризуется

связанных

с транспортированием,

контролем

узкой номенклатурой и большим объемом

и другими действиями, не изменяющими

выпуска изделий, изготовляемых

непрерывно

свойств объектов труда.

 

 

 

 

 

 

 

в течение большого отрезка времени. Это

 

Составными частями операции являются

означает, что на каждом рабочем месте посто­

технологические

 

переходы,

характеризуемые

янно выполняется одна и та же работа, т.е.

постоянством

применения

 

инструмента

и

технологические операции

 

постоянно повто­

обрабатываемых

 

поверхностей.

 

Технологиче­

ряются (например, сверление отверстий в

ский переход - законченная часть технологиче­

поршнях автомобиля данной модели). Поэто­

ской операции, выполняемая над одной или

му

используют

специальное

оборудование,

несколькими

поверхностями

заготовки,

 

од­

которое расставляют в цехах в полном соот­

ним или несколькими одновременно рабо­

ветствии с выполнением операций технологи­

тающими

инструментами

при

 

неизменных

ческого процесса; ему подчиняют работу

режимах

обработки.

Обработка

 

следующей

транспортирующих

устройств, контроль, ра­

поверхности заготовки или изменение режи­

боту складов заготовок и др. Современное

мов

обработки означают наличие нового пе­

массовое

производство

использует

роботы,

рехода. Вспомогательный переход не изменяет

автоматические линии и целые производст­

состояние объекта труда, но сопровождает

венные системы, управляемые ЭВМ. Приме­

выполнение технологического

перехода.

 

За­

няемые

заготовки

характеризуется

высокой

траты времени на вспомогательные операции

точностью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и переходы следует неизменно сокращать.

 

 

 

Серийное производство характеризуется

 

Проход (рабочий ход) - часть технологи­

ограниченной

номенклатурой

изделий,

изго­

ческого перехода, состоящая из однократного

товляемых

 

периодически

 

повторяющимися

перемещения инструмента относительно заго­

партиями,

 

сравнительно

 

большим

объемом

товки и связанная с изменением состояния

выпуска. Такой тип производства является

этой заготовки. В свою очередь частью прохо­

основным и на его предприятиях

выпускается

да является прием - законченная совокупность

75-80 % всей

 

продукции

машиностроения.

действий человека, применяемых при выпол­

В зависимости

 

от количества

изделий

в пар­

нении перехода или его части и объединен­

тии

различают

мелкосерийное,

среднесерий­

ных одним целевым назначением. Приемы

ное и крупносерийное производство.

 

состоят из отдельных движений.

 

 

 

 

 

 

Типаж

оборудования

 

для

серийного

 

Операции, переходы и проходы всегда

производства

оказывается

 

весьма

широким.

выполняются на рабочих местах в одной

 

или

Используют

универсальные,

специализиро­

нескольких

позициях,

а также

с

одного

 

или

ванные

и

специальные

станки,

автоматиче­

 

ские линии. Большое

распространение

полу­

нескольких

установов.

Позиция

-

фиксиро­

чают станки с ЧПУ. Расстановка станков ча­

ванное

положение,

занимаемое

 

неизменно

 

ще

всего

 

проводится

 

по

технологическим

закрепленной

 

обрабатываемой

 

 

заготовкой

 

 

 

 

 

группам,

хотя

 

встречаются

и

другие

виды

совместно с оснасткой

относительно инстру­

 

компоновки

станков.

Заготовками

являются

мента или

неподвижной части

оборудования

горячий и холодный прокат, поковки, точные

для выполнения

операции

или

ее

части. Ус-

штампованные заготовки и отливки.

 

 

танов -

часть

операции,

выполняемая

 

при

 

 

 

 

Единичное производство характеризуется

неизменном

закреплении

 

обрабатываемых

 

 

широкой

номенклатурой

 

выпускаемых

изде­

заготовок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лий

и

малым

 

объемом

их

выпуска.

Такой

 

Аналогичная

 

структура

 

может

быть

 

 

 

 

объем,

как

правило,

исчисляется

штуками

представлена

для

технологического процесса

или десятками

 

штук. Технологические

опера­

сборки,

окраски и

др. Технологическая

опе­

 

ции, выполняемые в производстве этого типа,

рация является основной единицей производ­

повторяются нерегулярно или не повторяются

ственного планирования и учета.

 

 

 

 

 

 

 

 

совсем. Используют универсальное

оборудо­

 

Каждый

технологический

процесс

 

раз­

 

 

вание, которое расставляется

по технологиче­

рабатывают применительно

к

определенному

ским группам. Заготовки

имеют

простейшую

типу

производства,

который

 

представляет

 

форму.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

Глава 1.1. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

 

 

 

 

1.1.1. Количество изделий одного наименования и типоразмера,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изготовляемых за год

 

 

 

 

 

 

 

Производство

 

 

(Т51желые машины)

Изделия средних

Мелкие изделия

 

 

 

размеров

 

(легкие машины)

 

 

 

 

 

 

Единичное

 

 

 

 

До 5

 

 

До 10

 

 

До ЮС

 

Мелкосерийное

 

 

 

5-100

 

 

10-200

 

 

100-500

Среднесерийное

 

 

 

100-300

 

200-500

 

 

500-5000

Крупносерийное

 

 

 

300-1000

 

500-5000

 

5000-50000

Массовое

 

 

 

 

Св.

1000

 

Св. 5000

 

 

Св.

50000

 

Установить четкие границы между типа­

условиях.

 

 

 

 

 

 

ми производства не представляется возмож­

Вид оборудования, применяемого в раз­

ным. Так, крупносерийное производство при­

личных

типах

производства,

определяется

ближается к массовому, а мелкосерийное - к

технологическим процессом. Однако в миро­

единичному. Однако установление типа про­

вой практике уже сложилось представление о

изводства при разработке

технологических

необходимости использования оборудования с

процессов

является

крайне

необходимым,

учетом гибкости в зависимости от номенкла­

поскольку в каждом типе производства для

туры изготовляемых деталей

и объема годо­

изготовления деталей одного и того же на­

вого выпуска продукции (рис. 1.1.3).

 

именования

используют совершенно различ­

 

 

 

 

 

 

 

 

ные технологические процессы. Решение та­

 

 

 

 

 

 

 

 

кой задачи оказывается весьма сложным и,

 

 

 

 

 

 

 

 

как

правило,

связано

с

выполнением

 

 

 

 

 

 

 

 

ряда этапов. Для очень грубых прикидок

 

 

 

 

 

 

 

 

пользуются

данными,

приведенными

в

 

 

 

 

 

 

 

 

табл. 1.1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, что отнесение изделий по их

 

 

 

 

 

 

 

 

габаритам в ту или иную группу без учета

 

 

 

 

 

 

 

 

других особенностей этих изделий, является в

 

 

 

 

 

 

 

 

значительной степени произвольным. Тем не

 

 

 

 

 

 

 

 

менее, представляется возможным в самом

 

 

 

 

 

 

 

 

первом приближении

наметить

тип произ­

 

 

 

 

 

 

 

 

водства. Эта работа требует дальнейших уточ­

 

 

 

 

 

 

 

 

нений на основе

использования коэффициен­

 

2

^

8

^^0

т

т

шт.

тов

закрепления

операций,

т.е.

отношения

 

 

 

 

Номенклатура изготбпяемых

детапей

числа всех различных технологических опера­

 

 

 

 

Рис. 1.1.3. Области рационального

 

ций, выполненных или подлежащих выпол­

 

 

нению в течение месяца, к числу рабочих

 

использования оборудования

 

мест. Принимают следующие значения коэф­

 

1

предусматривает

использование

фициентов закрепления операций: для мелкосе­ Область

рийного производства св. 20 до 40 вкл.;

для

автоматических

линий

с жесткими

связями.

среднесерийного производства св. 10 до 20

В этом случае обеспечивается самая низкая

вкл.; для крупносерийного производства св. 1

себестоимость

продукции.

Автоматические

до 10 вкл. Для массового производства коэф­

линии

имеют

специальное

оборудование,

фициент закрепления операций равен 1.

 

широко используются совмещение рабочих и

 

Определение

коэффициентов закрепле­

вспомогательных движений

при

многопози­

ния операций требует в свою очередь прики-

ционной обработке. Область 2 характеризует­

дочных расчетов и определения числа опера­

ся использованием специальных линий, на

ций и рабочих мест исходя из заданного объ­

которых обрабатывают однотипные заготовки,

ема месячного выпуска изделий. Следова­

но различных размеров. В области 3 исполь­

тельно, такие расчеты уже делаются с ориен­

зуют гибкие производственные комплексы, а

тацией на определенный тип производства

и

в области 4 - гибкие модули. Те и другие об­

в дальнейшем требуют ряда последовательных

ладают достаточно высокой гибкостью, т.е.

уточнений. Выполняя эту работу, технологи

сравнительно быстро могут быть переналаже­

опираются на опыт изготовления аналогич­

ны для обработки новой заготовки. Гибкий

ных изделий в конкретных

производственных

модуль представляет собой переналаживаемую

 

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

 

17

производственную

ячейку. Для оборудования

лий, что имеет неоспоримые преимущества

областей 3 и 4 характерна очень высокая

технического

и

экономического

характера.

стоимость. Область 5 представляется станками

Типизация технологических процессов в ма­

с ЧПУ, обладающими еще большей гибко­

шиностроении является безусловно прогрес­

стью. При последовательном переходе от об­

сивным явлением, так как позволяет при

ласти ] к области 5 гибкость оборудования

всем

многообразии

деталей

машинострои­

увеличивается,

а

производительность

тельного производства

обеспечить

устранение

уменьшается.

 

 

многообразия

 

технологических

процессов

 

 

 

обоснованным сведением их к ограниченному

1.1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

числу.

Каждый

типовой

технологический

ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ

процесс основывается при этом на примене­

В зависимости от количества изделий и

нии наиболее совершенных способов обра­

ботки,

которые

обеспечивают

достижение

условий их изготовления различают три вида

наивысшей

производительности

при наи­

технологических

процессов: единичный, ти­

меньших затратах труда.

 

 

повой и групповой.

 

 

 

 

 

 

 

 

Типовой

технологический

процесс

пре­

Единичный технологический процесс - это

дусматривает вьщеление в группе однотипных

процесс изготовления изделия одного наиме­

изделий, изготовляемых в конкретных произ­

нования, типоразмера и исполнения, незави­

водственных условиях, типового

представите­

симо от типа производства. Такой процесс

ля группы. В качестве представителя выбира­

разрабатывают, как правило, для оригиналь­

ют изделие, для изготовления которого требу­

ных деталей или сборочных единиц, которые

ется наибольшее количество основных и

по своим формам, свойствам поверхностных

вспомогательных операций,

характерных

для

слоев, материалу и другим показателям не

изделий, входящих в эту группу. Процесс,

имеют общих конструктивных и технологиче­

разработанный

для типового

представителя,

ских признаков с изделиями, изготовляемыми

может быть положен в основу процесса для

ранее на данном предприятии. Единичный

любого другого изделия, входящего в группу.

технологический процесс создают на основе

В ходе указанной работы предусматри­

общих закономерностей

 

(правил)

разработки

вают типизацию

технологических

процессов

процессов изготовления деталей, однако при

по трем направлениям. Первое - связано с

этом требуется учет специфики и требований,

типизацией

обработки

отдельных

поверхно­

предъявляемых к точности размера, форм,

стей, второе - с обработкой типовых сочета­

взаимному

расположению

поверхностей,

а

ний поверхностей, третье - с обработкой заго­

также к поверхностным слоям. Так, напри­

товок. Эти направления, реализуемые на

мер, для корпусной детали, которая по своим

уровне классификации, направлены на пред­

параметрам

принципиально

отличается

 

от

ставление всего многообразия заготовок, по­

обрабатываемых

ранее,

требуется

растачива­

верхностей и их сочетаний к минимальному

ние главных отверстий высокой степени точ­

количеству типов, для которых следует разра­

ности с соблюдением жестких допусков по

батывать типовые технологические

процессы.

отклонению от соосности, а сама корпусная

Каждый из таких процессов может быть в

деталь изготовляется

 

из

 

коррозионно-

свою очередь разработан в нескольких вари­

стойкого материала. В этом случае необходи­

антах применительно к конкретным произ­

ма разработка

единичного

технологического

водственным условиям для выбора оптималь­

процесса. Такие процессы должны

создавать­

ного варианта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация

элементарных

поверх­

ся каждый раз для массового, серийного или

ностей

основывается

на

описании

формы

единичного

производства. Учет

современных

изделия

(детали),

точности

 

(по

основным

достижений науки и техники, которые следует

 

показателям),

размеров поверхностей

и мате­

использовать

на

данном предприятии

при

риала изделия. Практика технологии машино­

подготовке и

изготовлению

изделий, требует

строения уже

располагает

богатым

опытом

применения

нового

перспективного оборудо­

построения

технологических

 

процессов обра­

вания, инструментов и

 

условий

реализации

 

 

ботки элементарных поверхностей, что нашло

единичного технологического процесса.

 

 

 

 

отражение

в

многочисленной

справочной

Типовой технологический

процесс

-

это

литературе с учетом экономических

показате­

технологический

процесс

изготовления

груп­

лей. Вместе

с тем работа

по

типизации

эле­

пы изделий

с общими

 

конструктивными

и

 

ментарных

поверхностей,

важная

сама

по

технологическими

признаками.

Такая

общ­

себе, не дает оснований для решения

вопро­

ность позволяет

в

свою

очередь

разработать

сов о типизации заготовки, оборудования и

общность содержания

и

последовательности

технологических операций.

 

 

 

поверхностей

выполнения

 

большинства

технологических

Классификация сочетания

операций и переходов для всей группы изде­

основывается

на

вьщелении

 

таких

комбина-

18

 

Глава 1.1. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

 

 

 

 

 

ций поверхностей, которые могут быть обра­

размерную группу, третья - порядковый но­

ботаны при использовании неизменной тех­

мер типа в данном виде. Типовые технологи­

нологической базы на одном и том же обору­

ческие процессы представляются специальной

довании, одинаковыми режущими инструмен­

документацией,

которая

включает

 

в

себя

тами, с одним и тем же содержанием техно­

классификатор заготовок

и собственно типо­

логических

операций.

Такие

комбинации

вой

процесс. Использование

такой

докумен­

встречаются

у самых

различных

заготовок.

тации существенно

упрощает

разработку тех­

Признаками

классификации

сочетания по­

нологических процессов.

 

 

 

 

 

 

 

верхностей

являются

точностные параметры,

 

 

 

 

 

 

 

 

Размерные

группы

деталей

связаны

с

описание

связей

взаимного

 

расположения

 

 

размерными рядами станков, на которых эти

поверхностей, размеры поверхностей,

матери­

детали могут быть обработаны. Так для

изго­

ал обрабатываемой заготовки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

товления

валов

приняты

токарные,

шлице-

Наибольшее

значение

для

типизации

фрезерные и шлифовальные

станки. В зави­

технологических

процессов

имеет

классифи­

симости от расстояния между центрами этих

кация заготовок. Различают следующие ос­

новные признаки их классификации: конфи­

станков валы по длине разбиты на две груп­

гурацию заготовок, их размеры, точность об­

пы: 150-500 мм и 500-1000 мм. Аналогично

работки и качество поверхностных слоев,

этому определяют размерные группы других

материал заготовок. Кроме того, необходим

заготовок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

учет и дополнительных признаков, к которым

 

Групповой технологический процесс - это

относят объем выпуска продукции и конкрет­

процесс изготовления группы изделий с раз­

ную производственную

обстановку

(наличие

ными конструктивными, но общими техно­

оборудования и инструментов, систему орга­

логическими признаками. Такой процесс соз­

низации производства и др.). В основе по­

дается с использованием определенных клас­

строения

технологической

 

классификации

сификационных

признаков. Таковыми

явля­

лежат классы заготовок. Класс представляет

ются

технологические

признаки,

которые

собой совокупность

заготовок,

характеризуе­

позволяют создать для группы заготовок об­

мых общностью технологических задач, объе­

щую наладку оборудования и использовать

диняемых

признаками

классификации. Наи­

общую технологическую оснастку. Работа по

большее

распространение

получила

класси­

созданию групповых технологических процес­

фикация,

предусматривающая

 

14

классов

-

сов

проводится

только для

отдельных

пред­

валы, втулки, диски, рычаги, плиты, зубчатые

приятий вне зависимости от типа производст­

колеса и другие

заготовки,

имеющие

общий

ва.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

машиностроительный

характер.

Допускается

Групповые

технологические

 

процессы

 

 

создание

дополнительных классов,

характер­

 

 

появились как

развитие

типовых

процессов,

ных для отдельных отраслей промышленности

но в

первых технологическая классификация

(например, турбинные лопатки). В свою оче­

заготовок связывается с видами обработки

на

редь классы разделяются на подклассы, группы

станках определенных групп - токарных, ре­

и подгруппы, что позволяет в итоге создать тип

заготовок. К одному типу относятся заготов­

вольверных, сверлильных, фрезерных и пр. В

группе объединяются заготовки, у которых

ки, для которых можно составить обшую кар­

ту типового процесса.

 

 

 

 

 

 

 

имеется общность обрабатываемых

 

поверхно­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стей или их сочетаний. При этом (в отличие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от типовых процессов) в одну группу могут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

попасть заготовки различных конфигураций и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разного служебного назначения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Формирование группы заготовок

прово­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дится на основе учета ряда признаков. Важ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нейшим

является

общность

геометрических

 

Рис. 1.1.4. Ступенчатый вал со

 

 

элементов, составляющих конфигурацию

за­

 

 

 

готовки

(цилиндрические,

конические

по­

шлицами без центрального отверстия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

верхности, канавки, фаски, резьбы, торцовые

Деталь, представленная на рис. 1.1.4, от­

поверхности). Геометрическая точность и

носится к классу валов, подклассу ступенча­

шероховатость, общая для заготовок, является

тых валов без центрального отверстия (вид),

вторым признаком для формирования их в

соответствующего

диапазона

 

диаметров

и

группу. Кроме того, группа создается из заго­

длин, с точностью, например, 6-8-го квалите-

товок однородного материала и близких по

та. Тип вала представляется эскизом и имеет

своим размерам. Соблюдение этих признаков

обозначение в виде трехзначной цифры, в

позволяет

применять для всей группы одина­

которой

первая

обозначает

вид,

вторая

-

ковые способы обработки (например, обтачи-

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

19

эадшш^

 

 

 

 

 

 

 

\<^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1.5. Схема формирования комплексной заготовки

 

 

 

 

вание, растачивание, нарезание резьбы и др.)

станок в течение месяца приводит к

на одних и тех же станках, одинаковые режу­

необходимости объединить в группу заготовки

щие инструменты и технологическую оснаст­

до 60-80 наименований, но это в свою оче­

ку. Формирование групп проводится также с

редь требует многопереходных настроек стан­

учетом серийности выпуска деталей и трудо­

ков, работу без совмещения переходов и без

емкости их изготовления.

обработку клас­

специальных

инструментов и

приспособле­

Собственно

групповую

ний. В результате производительность по

сифицируют также по отдельным групповым

сравнению с работой на станках, настраивае­

операциям. Так, возможна групповая обра­

мых на изготовление одной, а не группы дета­

ботка на уровне заготовительного производст­

лей, снижается.

 

по

классификационным

ва, или на уровне отдельных операций, про­

 

Установление

ведения специфических операций и др., а

признакам состава группы для данного пред­

также

создание

групповых

технологических

приятия приводит к созданию комплексной

процессов для изготовления детали в целом.

заготовки. Она должна содержать в себе все

Группа заготовок обрабатывается по об­

поверхности,

встречающиеся

у

заготовок,

щему технологическому маршруту на специа­

входящих в группу (рис. 1.1.5). Допустим, что в

лизированном рабочем месте. Его особенно­

группу занесли заготовки, имеющие различ­

стью является возможность проведения под-

ные

конфигурации

наружных

поверхностей

наладки средств технологического оснащения.

(верхний ряд) деталей, необходимых опреде­

При

реализации

общего

технологического

ленному предприятию в данный период вре­

маршрута для отдельных заготовок некоторые

мени. Эти же детали имеют различные кон­

операции могут быть пропущены целиком,

фигурации

 

внутренних

поверхностей

или при их проведении может быть пропуще­

(показаны в нижнем ряду). Комплексная за­

на обработка отдельным инструментом, а

готовка должна наследовать как наружные,

также проведена подналадка инструментов и

так и внутренние поверхности. Тогда метал­

приспособлений

(например,

сверл,

положе­

лорежущий станок настраивают на изготовле­

ния упоров, схем закрепления и др.). Меро­

ние комплексной заготовки, хотя она может и

приятия такого типа вполне себя оправдыва­

не требоваться производству. Изготовление же

ют экономически, так как позволяют прибли­

любой группы детали на таком станке воз­

зить преимущества массового и крупносерий­

можно без серьезной переналадки с пропус­

ного производств к условиям серийного, мел­

ком в работе отдельных инструментов. Груп­

косерийного и единичного производств. Од­

повая наладка особенно удобна для станков

нако, указанное сближение возможно лишь в

токарно-револьверной группы. Для некоторых

том случае, если подналадка будет по своему

других станков понятие комплексной заготов­

характеру незначительной, а время на ее осу­

ки теряет смысл.

 

 

 

 

процессы

ществление - минимальным. Наиболее ус­

 

Групповые

технологические

 

пешно групповая обработка применяется,

дают наибольший эффект, когда изготовление

если одна или две группы заготовок обраба­

связано с применением одной операции

тываются на одном станке в течение месяца.

(например, токарная револьверная обработка).

При этом за счет специализации станка рас­

Вместе с тем, после групповой обработки

тет производительность обработки.

 

детали данной группы могут быть разобщены

 

Экономические

соображения

играют

и отдельные представители группы могут вхо­

весьма существенную роль при формировании

дить в другие группы (например, для отдель­

группы заготовок. При этом приходится пре­

ных операций). Развитие групповой техноло­

одолевать ряд технологических и организаци­

гии

вызвало

к

жизни

создание

быстро-

онных препятствий особенно в условиях мел­

переналаживаемых приспособлений. Как пра­

косерийного производства, когда партия заго­

вило в их основе лежит постоянная составная

товок составляет

5-10

шт. Желание

загрузить

часть

в виде

корпусной

детали,

на

которой