2. Назначение и задачи технологического процесса

Часть производственного процесса, во время которого происходит качественное изменение исходных материалов и получение из них качественных деталей для изготовления качественных изделий, является технологическим процессом.

Попробуем осмыслить понятие «Технологический процесс».

Термин «технология» образован двумя греческими словами:

• techne - искусство, мастерство, умение,

• l ogos - понятие, учение, т. е. дословно технология - обучение мастерству технолог – ученый мастер.

Следовательно, во время проиводственного процесса технолог должен обеспечить изготовление детали таким образом, чтобы она обладала определенными эксплуатационными свойствами (износостойкость, коррозионостойкость и др.) для выполнения своего служебного назначения (рис.2.2), т.е. соответствовала требуемому качеству.

Слово «процесс» происходит от латинского procesius - продвижение.

Таким образом, в «Технологии машиностроения» технологическим процессом является превращение заготовки в деталь (в данном случае мы рассматриваем частный пример механической обработки. На самом деле существует большое разнообразие технологических процессов, но мы рассмотрим только техпроцесс изготовления детали).

ЗАГОТОВКА

ДЕТАЛЬ

Но у технологического процесса есть и другая задача: получить качественную деталь с наименьшими затратами, т. е. технологический процесс должен быть эффективным. Соответственно производство, основанное на эффективной (прогрессивной) технологии, будет эффективным.

В общем случае эффективность Э = Р/З, где З - затраты на изготовление детали, Р - результат.

В рыночных условиях жизнеспособно только эффективное производство.

Каким же образом технолог обеспечивает достижение требуемого качества детали с высокой эффективностью? С помощью необходимых технологических методов (см. рис. 1.3), совокупность которых и является технологическим процессом.

При этом нужно иметь в виду, что изменение качества возможно при выполнении только двух технологических методов: формообразования и обработки.

1. Формообразование обеспечивает изменение качества исходного предмета труда, в результате чего получается качественная заготовка.

2. Обработка обеспечивает изменение качества заготовки, в результате чего получается качественная деталь (рис. 2.3).

Главное требование, предъявляемое к обработке:

обеспечить требуемое качество детали, не забывая об эффективности. Один из путей обеспечения эффективности обработки – получение заготовки с минимальными припусками на обработку, так как материал, сэкономленный при изготовлении изделий, является одним из главных резервов повышения эффективности производства, позволяющим выпускать новые изделия без дополнительных затрат на приобретение материалов (рис.2.4). На этой схеме обратите внимание на два важных понятия, которые технолог должен всегда иметь в виду:

1. Требования обработки.

2. Условия обработки.

Главное требование обработки – обеспечить качество детали. Требования к качеству детали конструктор закладывает в чертеже. К ним, в первую очередь, относятся допуски размеров, форм и расположения поверхностей, а также их шероховатость.

Разрабатывая техпроцесс, технолог должен заложить в него такие условия обработки, которые бы гарантировали получение требуемого качества детали, а также обеспечили бы максимальную производительность и эффективность обработки.

Технологический процесс предназначен для получения качественной детали.

Основные задачи технологического процесса:

1. Обеспечить изготовление детали в соответствии с чертежом.

2. Обеспечить требуемую производительность обработки.

3. Обеспечить высокую эффективность обработки.

4. Обеспечить безопасные условия труда.

Рис. 2.2. Точностные параметры детали.

М е т о д ы о б р а б о т к и

Механическая обработка

Термическая обработка

Слесарная обработка

Нанесение покрытия

Электрофизическая обработка

Обработка резанием

Закалка

Опиливание

Хромирование

Электроэррозион-ная обработка

З

А

Г

О

Т

О

В

К

А

Д

Е

Т

А

Л

Ь

Отливка

Чистовая

Сплошной

Сравнительные

Без спутников

Литье

Черновая

Операционный

Контрольные

На спутниках

Технологические методы

Формообразование

Обработка

Контроль

Испытание

Транспортирование

Рис. 2.3. Процесс превращения заготовки в деталь

Требования обработки

Качество

детали

Производительность

Эффективность

Допуски

Шероховатость

Режим резания

V, s, t

Минимальный припуск

З

А

Г

О

Т

О

В

К

А

Д

Е

Т

А

Л

Ь

Расположения поверхностей

Размеров

Форм

Рациональный подбор

V, s, t

Точность, жесткость, виброустойчивость

Геометрические параметры, износ

Прочность,

твердость

Режим

резания

Состояние

оборудования

Состояние

инструмента

Обрабатываемый

материал

Условия обработки

Система СПИЗ

Рис. 2.4. Структурная схема механической обработки

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

У человека в процессе жизнедеятельности в силу его физиологических особенностей постоянно возникают потребности в:

1) пище и воде;

2) одежде и обуви;

3) средствах личной гигиены и др.

Но природа предоставляет в распоряжение человеку ничтожно малое количество предметов, которое можно использовать без приложения труда, поэтому человеку приходиться затрачивать определенные усилия, чтобы путем качественного превращения приспосабливать предметы природы для удовлетворения своих потребностей. Качественное изменение предметов труда, осуществляемое человеком, и является технологическим процессом.

Здесь очень важно зафиксировать самое главное из сказанного.

Когда имеет место быть технологический процесс? Только тогда, когда происходит качественное изменение предмета труда. В чем это изменение выражается? Рассмотрим рис.3.2.

Рис. 3.2. Процесс превращения заготовки в деталь заданной формы.

Заготовка превратилась в деталь.

Было: заготовка простой Стало: деталь сложной формы

формы с шероховатостью с шероховатостью R_A

поверхности R_Z

То есть, качество детали намного выше качества заготовки.

Это пример обработки резанием.

Возьмем термическую обработку. Твердость поверхности заготовки сос­тавляет НВ 240, поверхности детали - HRCэ 62. Твердость поверх­ност­ного слоя детали намного превышает исходную твердость заготовки. Изме­не­ние качества налицо (износостойкость выше - долговечность возрастает).

Возьмем слесарную обработку. Слесарь в отверстии нарезал резьбу М 20. Качество изменилось? Безусловно: сквозное отверстие стало крепежным.

Возьмем нанесение покрытия. Окрашенная поверхность намного качес­твен­нее неокрашенной. Примеры методов обработки мы взяли из рис. 1.2.

Мы с вами коснулись сути технологического процесса, понимания его в общем смысле.

ГОСТ 3.1109-82 дает определение технологического процесса как части производственного процесса, содержащей целенаправленные действия по изменению состояния предмета труда. Так вот, это изменение состояния и является изменением качества, о чем было сказано выше. А целенаправленные действия по изменению состояния предмета труда это обработка.

Как же именно происходит изменение качества? (Как осуществляется технологический процесс?)

Рассмотрим это на конкретном примере.

Требуется изготовить вал по следующему эскизу.

Рис. 3.3. Эскиз вала и его заготовки.

Служебное назначение вала – передача вращательного движения и крутящего момента. Для выполнения служебного назначения валу необходимы две поверхности под подшипники øПh5 с шероховатостью Ra=0.32 мкм, одна поверхность øКh6 с Ra=0,63мкм и шпоночный паз для зубчатого колеса.

Для получения требуемых поверхностей с необходимым качеством поверхностного слоя необходимо разработать технологический процесс его изготовления, исходя из служебного назначения вала.

В нашем случае вал будет изготавливаться обработкой резанием с применением токарной, фрезерной и шлифовальной операций на трех станках: токарном, фрезерном и шлифовальном. Следовательно, технологический про­цесс изготовления вала в данном случае включает в себя три вида обработки резанием: точение, фрезерование и абразивная обработка (рис. 1.5).

Таким образом, изменение качества заготовки произойдет с помощью лезвийной обработки, входящие в которую токарная, фрезерная и шлифовальная операции и составят технологический процесс изготовления вала (термическую обработку и нанесение покрытия не рассматриваем).