05 семестр / К экзамену-зачёту / Ответы на экзаменационные вопросы / отвыеты на вопросы / Технология и сборка

1

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н. Э. БАУМАНА

Кафедра «Оптические приборы научных исследований» (РЛ 3)

Родионов Евгений Михайлович

Технологические основы конструирования элементов и функциональных устройств оптических приборов

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

деталей И СБОРКИ ПРИБОРОВ

Конспект лекций по курсу

Версия 0.5

2

Москва

2012

3

Конспект лекций по курсу Технология изготовления и сборки ОЭП

ГЛАВА I

Общие принципы и методика проектирования технологического процесса механической обработки

Технологический процесс состоит из операций, расположенных в определенном порядке, составляющим схему операций. Содержание операции

излагается в документе, который называется операционная карта. Проектируя содержание операции и составляя схему операций, руководствуются исходными

принципами проектирования техпроцессов.

1.Исходные принципы проектирования техпроцессов

1.Обеспечение качества продукции

2.Обеспечение высокой производительности труда

3.Обеспечение наименьшей себестоимости

4.Облегчение и безопасность труда

5.Сокращение длительности производственных циклов

6.Сокращение времени подготовки производства

7.Автоматизация и механизация производственных процессов.

2.Виды технологических процессов

ГОСТ 14302-73 устанавливает два вида технологических процессов: единичный и типовой. Вид технологического процесса определяется количеством изделий, охватываемых процессом (одно изделие, группы однотипных или разнотипных изделий).

Единичный технологический процесс применяется для изготовления

изделий одного наименования, типоразмера и исполнение независимого от типа производства.

Маршрутный ТП оформляется на маршрутной карте, где только перечисляются

операции.

Маршрутно-операционный технологический процесс - технологический процесс, выполняемый по документации, в которой содержание отдельных операций излагается без указаний переходов и режимов обработки.

3. Основные формы организации технологических процессов

Форма организации технологических процессов изготовления изделия зависит от установленного порядка выполнения операций технологического

процесса, расположения технологического оборудования, количества изделий и направления их движения в процессе изготовления.

ГОСТ 14312-74 устанавливает две формы организации технологических процессов:

-групповая,

-поточная.

Групповая форма организации технологических процессов характеризуется однородностью конструктивно-технологических признаков изделий, единством средств технологического оснащения одной или нескольких технологических операций и специализацией рабочих мест

4

Поточная форма организации технологических процессов

характеризуется:

-специализацией каждого рабочего места на определенной операции,

-согласованным и ритмичным выполнением всех операций технологического процесса на основе постоянства такта выпуска,

-размещением рабочих мест в последовательности, строго соответствующей технологическому процессу.

Факторы, определяющие форму организации технологического процесса и соответствующие ей характеристики, выбирают в следующем порядке:

-группируют изделия по общности конструктивно-технологических признаков,

-устанавливают тип производства изделий и их составных частей,

-учитывают объем выпуска каждого изделия и календарные сроки их

выпуска,

-определяют длительность производственных процессов и наладок

технологического оборудования,

-определяют потребное количество оборудования и коэффициенты его загрузки,

-определяют показатель относительной трудоемкости.

Основой при групповой форме организации технологических процессов

является группирование изделий по конструктивно-технологическим признакам. Группы изделий для обработки в определенном структурном

подразделении (цехе, участке и т.д.) устанавливаются с учетом трудоемкости

обработки и объема выпуска.

По результатам анализа классификационных групп изделий и показателей относительной трудоемкости следует устанавливать профиль специализации каждого структурного подразделения (цеха, участка и т.д.), отбирать и закреплять изделия за подразделениями.

Поточную форму организации технологических процессов в зависимости от

номенклатуры одновременно обрабатываемых изделий подразделяют на:

-однономенклатурную поточную линию,

-многономенклатурную поточную линию.

Однономенклатурная поточная линия характеризуется обработкой изделия

одного наименования по закрепленному технологическому процессу в течение длительного периода времени.

Однономенклатурную поточную линию в зависимости от количества одновременно обрабатываемых объектов одного наименования подразделяют на:

-однопоточную,

-многопоточнуго.

Однопоточная линия характеризуется обработкой на каждой операции

одного объекта одного наименования.

Многопоточная линия характеризуется одновременной обработкой на

каждой операции двух и более объектов одного наименования, причем выполнение операций дублируется для каждого объекта.

Многономенклатурная поточная линия характеризуется последовательной обработкой групп изделий двух и более наименований по типовому

технологическому процессу.

В зависимости от характера движения изделий по операциям различают поточные линии:

-прерывные,

-непрерывные.

5

4. Технологическая классификация оборудования

Одним из признаков для классификации станков служит степень

универсальности. Она характеризует разнообразие деталей и операций, для которых пригоден станок. Чем больше это разнообразие, тем шире

технологические возможности станка. С этой точки зрения все станки разделены на четыре группы.

1.Станки общего назначения (широко универсальные). В эту группу входят токарно-винторезные, вертикально- и горизонтальнофрезерные, вертикально- и

радиально-фрезерные, и т.п. .

2.Станки общего назначения с повышенной производительностью. Эти

станки менее универсальны, обладают меньшим диапазоном чисел оборотов и подач, но рассчитаны на большую производительность. К ним относятся станки

токарно-револьверные, токарные автоматы и полуавтоматы, продольно- и карусельно-фрезерные, бесцентрово-шлифовальные и т.п.

3.Станки определенного назначения. В эту группу входят станки, предназначенные для операций одного наименования, у определенного вида деталей, например, станки зуборезные, резьбофрезерные, копировальнотокарные и т.п.

4.Станки специальные. Эту группу составляют станки, каждый из которых

предназначен для выполнения только какой-либо одной операции в одном технологическом процессе.

Специальные станки разделяют на два вида: обыкновенные и агрегатные.

5.Концентрация и дифференциация схем станочных операций

Различные способы механической обработки могут быть совершенно равноценными с точки зрения их технических возможностей, но некоторые из них могут оказаться либо технологически неприемлемыми, либо значительно менее

выгодными, чем другие. Поэтому выбор способа механической обработки должен

быть основан на сравнительном технико-экономическом анализе, который может проводиться на основе предварительной классификации наиболее рациональных

схем станочных операций техпроцессов - дифференцированных,

концентрированных и смешанных.

Концентрация (укрупнение) операций означает объединение нескольких операций в одну более сложную, а дифференциация (разукрупнение) - расчленение техпроцесса на более простые операции. Пределом концентрации является сосредоточение всей обработки детали в одной операции, пределом дифференциации - разделение процесса-а на такие операции, каждая из которых будет состоять из простого перехода.-

В зависимости от сочетания числа обрабатываемых поверхностей +--и числа обрабатывающих их инструментов различают четыре исходные схемы

наладки станков:

1)одноместные одноинструментные,(см. Настольный сверлильный станок)

2)одноместные многоинструментные,

3)многоместные одноинструментные,

4)многоместные многоинструментные.

Сточки зрения порядка работы инструмента, так же как и порядка

расположения деталей по отношению к инструменту, при классификации схем станочных операций различают три возможных принципа построения операции:

1)последовательная схема - последовательно работают инструменты или

6

последовательно обрабатываются одним инструментом установленные на

станке заготовки,

2)параллельная схема - одновременная работа нескольких инструментов

или одновременная обработка одним инструментом нескольких деталей или нескольких поверхностей других деталей,

3)параллельно-последовательная схема - сочетание первых двух схем.

Иповышение, и уменьшение степени концентрации операций имеют свои достоинства.

С повышением степени концентрации операций:

1)уменьшается число установок детали, что очень существенно; при обработке крупных деталей,

2)появляется возможность использовать станки повышенной производительности и агрегатные станки, что важно при большом объеме

выпуска,

3)сокращается длительность производственного цикла,

4)упрощается планирование и учет производства (меньше стало операций).

С уменьшением степени концентрации:

1)упрощается наладка оборудования,

2)снижается квалификация работы,

3)возможно использовать интенсивные режимы резания в каждом переходе.

Задача о наивыгоднейшей степени концентрации сложная в общем виде и

резко упрощается в конкретных условиях, так как они накладывают много ограничений. Почти все ограничения так или иначе связаны с оборудованием, например, объединить фрезерование и точение, имея универсальное оборудование, нельзя.

6. Виды операций и этапы технологического процесса

Для превращения заготовки в готовую деталь с каждой ее поверхности, подлежащей обработке, снимают некоторый слой металла, называемый общим

припуском (на обработку поверхности), или припуском заготовки. Общий припуск

может быть снят в одной операции или же за несколько операций. В отличие от этого слой, снимаемый в одной операции, называют операционным припуском. В связи с этим различают следующие виды операций: обдирочные, черновые,

чистовые, окончательные и отделочные.

Обдирочной называют первую операцию, когда она очень грубая,

снимается большая часть припуска, но точность низкая, хотя и выше точности заготовки.

Черновой называют любую операцию, если за ней следует аналогичная по

методу обработки, но более точная операция, называемая в таких случаях

чистовой (например, шлифование черновое и шлифование чистовое).

Чистовой называют операцию, следующую за черновой. Целью ее может

быть завершение обработки, тогда она может быть и окончательной. Окончательной называют последнюю операцию обработки поверхности,

обеспечивающую требуемое качество поверхности.

Отделочной (отделкой) часто называют окончательную операцию, если

она выполняется со снятием очень малого припуска; такую окончательную

обработку предусматривают, когда к точности поверхности предъявлены особенно высокие требования.

8

1)рабочий чертеж детали,

2)объем выпуска детали,

3)чертеж заготовки,

4)оборудование, которым возможно располагать.

Чертеж детали. Рабочий чертеж является единственным документом,

определяющим требования детали - единственным основанием для контроля и приемки деталей после изготовления. Поэтому главнейшее требование к чертежу состоит в том, что он должен быть полностью проработан конструктором детали.

В соответствии с ГОСТом разработка технологических процессе

производится для изготовления изделий, конструкции которых отработаны на технологичность.

Повышение технологичности конструкции изделия предусматривает проведение комплекса различных мероприятий, в числе которых можно отметить

следующие.

1.Создание конфигурации деталей и подбор их материалов, позволяющих

применение наиболее совершенных исходных заготовок, сокращающих объем механической обработки (литье под давлением, литье по выплавляемым моделям, горячая цветная прессовка и т.д.)

2.Простановка размеров в чертежах с учетом требований их механической обработки и сборки, позволяющая выполнять обработку по принципу

автоматического получения размеров на настроенных станках, автоматах и полуавтоматах, и обеспечивать совмещение конструкторских, исходных и

технологических баз.

3.Упрощение конфигурации деталей, простановка обоснованных допусков на размеры и шероховатость поверхности.

4.Создание конфигурации деталей, позволяющих применение наиболее совершенных и производительных методов механической обработки.

5.Проведение нормализации и унификации изделий.

6.Создание конструкции изделия, позволяющей проведение операционной

сборки по принципам полной и частичной взаимозаменяемости, что и является

одним из условий организации поточной сборки.

Объем выпуска. Количество деталей, которое должно быть выпущено в

определенное календарное время (заданный объем выпуска), позволяет

ориентироваться при проектировании процесса на такой вид организации производства (единичное, серийное, массовое), который будет более целесообразным при таком объеме.

Объем выпуска необходим для уточнения способа получения заготовки (литье, штамповка и т.д.), для выбора степени концентрации операций, для выбора всех средств механизации операций (станков, приспособлений, инструментов), т.е. для решения всех задач, связанных с производительностью

труда. Поэтому, не зная объем производства, проектировать технологический процесс невозможно. В условиях массового и серийного производства объем

выпуска служит основой для установления такта или ритма выпуска продукции, обеспечивающего выполнение производственной программы в заданный срок.

Такт выпуска t мин/шт, представляет собой интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий определенного

наименования, типоразмера и исполнения: t = F/Q , где

F - годовой фонд времени станка (линии) с учетом простоев по причинам сменности, выходных дней, ремонта и т.п. в мин.,

Q - размер годового задания, шт.

Ритм выпуска - количество изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени. Ритм = 1/t.

9

При проектировании техпроцесса желательно добиться его построения из

одинаковых или кратных по трудоемкости операций с продолжительностью, равной или кратной такту выпуска изделий. В этом случае возможна и

целесообразна обработка заготовок на поточной линии.

Чертеж заготовки разрабатывают по рабочему чертежу детали,

предусматривая необходимые общие припуски на обработку и оформляя конфигурацию заготовки в соответствии с технологическими возможностями избранного способа ее получения. В разработке чертежа заготовки принимают участие технологи заготовительного и механического цехов и конструктор

изделия.

Количественным критерием для оценки разработанного чертежа заготовки

служит трудоемкость и себестоимость получения заготовки и ее механической обработки.

Оборудование. Свобода выбора оборудования имеется лишь в условиях проектирования процессов для новых цехов и заводов или в курсовом проекте. От

наличного оборудования зависит возможность использования тех или иных методов обработки, оснастки техпроцесса и т.д.

9. Проектирование единичных технологических процессов обработки заготовки

9.1. Стадии разработки техпроцесса

Все операции технологического процесса взаимосвязаны. Например, изменяя количество поверхностей, обрабатываемых в данной операции, надо соответственно изменять его в другой или других операциях.

Вследствие такой взаимосвязи операций задачи, решаемые как в масштабе всего процесса, так и внутри его операций, всегда являются задачами комплексными. Вследствие сложности комплексной задачи приблизиться к

правильному ее решению можно лишь постепенно, посредством ряда попыток.

Для уменьшения объема различных направлений, особенно трудоемких, когда они связаны с цифровым материалом (операционные размеры, режимы

обработки и нормирование), проектирование процесса разделяют на две стадии:

1)составление плана процесса,

2)разработка операций процесса.

На обоих стадиях принимают во внимание одни и те же факторы, влияющие на технологический процесс, но с разными целями, что придает каждой стадии свой характер.

На первой стадии решают лишь, из каких основных этапов должен состоять процесс и каким образом разделить всю потребную обработку детали на

операции. Определение целесообразных границ между операциями является главной целью составления плана обработки. Решение на этой стадии работы

принимают главным образом на основании общих соображений.

Основной задачей второй стадии является подробная разработка каждой операции; одновременно корректируется план процесса.

9.2. Связи между чертежом и технологическим процессом

Между рабочим чертежом и необходимым технологическим процессом

существуют тесные связи. Можно усмотреть, что главные из них идут по следующим трем направлениям:

1) точность поверхностей - это необходимые методы обработки в

10

технологическом процессе,

2)взаимная координация поверхностей в чертеже - базы, способы установки, последовательность операций в технологической процессе,

3)термическая обработка в чертеже - этапы в технологическом процессе. Уже первое ознакомление с чертежом детали позволяет получит общее, но

достаточно отчетливое представление о необходимом технологическом процессе.

1)материал, общие размеры и конфигурация детали позволяют судить о возможном способе получения заготовки.

2)вместе с этим становится ясным примерный объем механической

обработки, а также основной типаж потребных станков,

3)присутствие сложных поверхностей указывает на необходимость

использования тех или иных станков определенного назначения (например, копировальных).

Изучение чертежа легко обнаруживает связь между заданной точностью

поверхностей детали и необходимыми в технологическом процессе методами их

обработки, потому что каждый метод располагает определенными возможностями в отношении точности размеров и шероховатости поверхностей.

Если бы каждую из обработок, необходимых для каждой поверхности детали, выполнять как отдельную операцию (максимальная дифференциация процесса), то оказалось бы, что рабочий чертеж полностью предопределил все

операции техпроцесса. В действительности для лучшего использования станков по соображениям, связанным с точностью обработки (учитывая, что наилучшая

взаимная концентричность, перпендикулярность и параллельность поверхностей

получается при обработке их в одной операции - при одной установке) и другим причинам, во многих операциях обрабатывают несколько поверхностей.

Столь же тесными, только более сложными и поэтому внешне менее заметными, являются связи принятой на чертеже взаимной координации поверхностей детали с технологическими базами, способами установки и последовательностью операции.

9.3. Методика составления плана процесса

План технологического процесса в виде операционных эскизов составляют

по рабочему чертежу детали. Такой план является результатом решения всех основных технологических задач. Им устанавливаются границы между операциями и последовательность операций в процессе, степень концентрации операций, технологические базы, места закрепления детали и т.д.

В плане процесса операционные эскизы делают от руки, выделяя обрабатываемые поверхности красными линиями, указывая технологические базы и необходимый станок.

Операционные припуски не рассчитывают.

При составлении плана процесса руководствуются, главным o6разом,

общими соображениями и принимают лишь решения, без которых нельзя установить границы между операциями, и последовательность операций. Методическую сторону этой работы можно описать следующей примерной схемой.

1. Выявляют наиболее ответственные (точные) поверхности детали и

другие поверхности, требующие многократной обработки. Намечают виды операций, которые должна пройти каждая из поверхностей. Все эти поверхности

разделяют на две группы: