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 горизонтально- фрезерные, 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, копировально-токарные 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 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.

С точки 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 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.

И повышение, 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.

Следует заметить, что каждая последующая операцию отличается от предшествующей меньшим операционным припуском и большей точностью..

Естественно, что обрабатывая поверхность, например, два раза, вначале делают это грубо, а затем более тонко, но не наоборот.

Такого же порядка стараются придерживаться, назначая последовательность операций обработки всей детали. Вследствие этого получается, что операции одинаково грубые (или одинаково тонкие), коротко - однородные, следуют в процессе непосредственно одна за другой. Отсюда и возникает понятие об этапах процесса.

Под этапом технологического процесса понимают группу однородных операций, выполняемых непосредственно одна за другой.

В технологической документации границы между этапами не проводят, так как по порядку нумеруются операции, к тому же эти границы не всегда четкие.

Обрабатывать одну поверхность в несколько операций и группировать операции в этапы необходимо по двум главным причинам:

Во-первых, это нужно, чтобы обеспечить заданную точность детали.

Если деталь не обладает большой жесткостью, то обработка одной части неизбежно вызывает деформацию других ее частей. Деформации появляются в результате перераспределения внутренних напряжений в детали^1, которое вызывается снятием припуска. Не исключены и деформации при закреплении детали на станке.

Если пренебречь этим и обработать точную поверхность окончательно в то время, когда другие поверхности еще не обработаны, то к концу процесса она может потерять точность.

Во-вторых, это нужно для того, чтобы лучше использовать оборудование.

Грубые операции могут выполняться на мощных станках, позволяющих снимать большой слой металла в один ход. Для промежуточных операций можно использовать менее мощное, но более точное, оборудование, а для окончательных операций - другие станки, отвечающие целям таких операций.

Правильное использование оборудования ведет к уменьшению затрат труда.

7. Документирование технологического процесса

Разработанный техпроцесс описывают в документах, называемых технологическими картами.

В приборостроении приняты операционные карты, составляемые на каждую операцию в отдельности.

Основой операционной карты является эскиз обработки и базирования детали. Деталь вычерчивают в том виде, какой она получает после данной операции, и в том положении, которое она занимает при выполнении операции. Обрабатываемые поверхности выделяют красным цветом. На эскизе же проставляют все операционные размеры, допуски, указания шероховатости поверхности, базы и места приложения сил закрепления заготовки в приспособлении.

8. Исходные данные для разработки процесса

Основными исходными данными для проектирования процесса являются:

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 процессов 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.

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.