4.5 Загальні принципи побудови технологічних процесів.

Ефективність використання ГВС значною мірою визначається рівнем технологічного проектування і в першу чергу створенням технологічних процесів (ТП). Під час проектування останніх вирішуються різні задачі, починаючи від проектування структури і складу операцій та переходів, закінчуючи визначенням значень режимів різання і нормуванням операцій.

Рівень ТП визначається в першу чергу масштабами виробництва. В одиничному та малосерійному виробництвах ефективність обробки досягається завдяки можливості швидко, дешево та правильно підготувати програму керування, для чого всі елементи ТП повинні бути визначені завчасно. В умовах середньо- та крупносерійного виробництва типові технологічні рішення можуть використовуватися для підготовки технології та розробці програм керування, на базі яких коректуються операції з метою досягнення високої продуктивності за безпосередньої участі оператора під час обробки.

В крупносерійному та масовому виробництвах, оснащених верстатами-автоматами і автоматичними лініями, ТП проектують за умови забезпечення високої надійності і мінімальної участі обслуговуючого персоналу для виконання підналагоджувальних та регулювальних робіт.

Для попередніх операцій це досягається вибором технологічних прийомів та режимів, які не вимагають участі обслуговуючого персоналу для виконання вказаних робіт. Для інших операцій надійність ТП забезпечується за рахунок керування точністю обробки з використанням автоматичних і неавтоматичних вимірювальних пристроїв, які визначають стан системи.

Важливе значення під час проектування ТП має врахування конфігурації заготовки.

Основою типізації операційної технології є правила обробки окремих елементарних поверхонь, з яких може бути утворена деталь, і правила призначення черговості обробки цих поверхонь. Наприклад, для деталей типу тіл обертання елементарні поверхні деталей зручно розбити на дві групи: поверхні, що можуть бути оброблені прохідними, упорними чи розточними різцями (циліндричні, конічні, фасонні) та поверхні, для обробки яких потрібно інший інструмент (прямі чи кутові канавки, торцеві виточки, гвинтові поверхні тощо).

Свердлильні та розточувальні операції можна будувати, враховуючи тип, розміри і точність розташування отворів, фрезерувальні – місце розташування поверхні відносно осі шпинделя верстата, з врахуванням обмежень за формою деталі.

Обробка деталей типу корпусних також має свої особливості. Під час обробки цих деталей, особливо на багатоцільовому верстаті, виконання переходів в продовж обробки отворів здійснюється консольним інструментом, а точність розмірів обумовлюється точністю позиціювання робочих органів верстата.

Узагальнюючи вище наведене, можна встановити порядок виконання переходів за допомогою таких правил:

– під час обробки декількох отворів високої точності (за числом виконаних ходів не більше трьох) кожний отвір повинен бути оброблений за одного позиціювання робочого органу верстата;

– під час обробки різьбових отворів малого діаметра (менше 15 мм) рекомендується така послідовність переходів: центрування з утворенням фаски, свердління, нарізання різьби мітчиком (різцем).

Залежно від конструктивних особливостей вибраної моделі верстата різальний інструмент для обробки корпусних деталей повинен бути розподілений за гніздами інструментального механізму з врахуванням специфіки системи ЧПК, що використовується.

Під час переводу на автоматизовану обробку окремих виробничих дільниць чи цехів технологічному проектуванню повинен перебувати конструктивно-технологічний аналіз всієї номенклатури деталей, намічені для автоматичної чи автоматизованої обробки.

Такий аналіз, проведений за габаритними розмірами, видами обробки та її трудомісткості, дозволяє провести необхідні розрахунки ефективності автоматизації обробки даних деталей, підібрати типаж необхідного обладнання та інші попередні матеріали, що передують розробці технологічного процесу.

4.6 Автоматизована обробка деталей типу тіл обертання.

Згідно з статистичними даними у машинобудуванні число оброблюваних деталей типу тіл обертання, які рекомендовано для автоматизованої обробки, складає 75%.

Аналіз номенклатури деталей 80 машинобудівних підприємств показав, що деталі типу тіл обертання утворюються, в основному, сполученням типових поверхонь (циліндричних, торцевих, конічних, сферичних, канавок різного профілю). У відповідності до цього розроблені, перевірені та відкоректовані технологічні процеси обробки типових поверхонь, конкретизовані оброблювані матеріали, стандартизована номенклатура різального інструменту та оснащення, розроблені комплекти змінних кулачків для затискного патрона.

Типовий технологічний маршрут обробки деталей типу тіл обертання зазвичай складається з трьох етапів: попередня токарна обробка; завершальна токарна обробка; операції, що виконуються на свердлильно-фрезерувальному обладнанні.

Основним напрямком автоматизації процесу виготовлення цих деталей є використання ПР для встановлення заготовок та знімання деталей.

Автоматизовані дільниці (АД) типу АСВ складаються з виробничого (ВК) та обчислювально-керуючого (ОКК) комплексів.

Основні елементи ВК: металооброблювальні верстати з ЧПК; універсальні пристосування для обробки деталей зі стандартними елементами кріплення; стандартизований комплект різального інструмента з оснащенням; супутнє оснащення (тара, супутники, піддони); транспорно-накопичувальна система (ТНС) для створення заділів та оперативного переміщення робочими місцями заготовок, деталей, інструменту, пристосувань; завантажувально-розвантажувальні механізми; контрольно-вимірювальна техніка та вимірювальний інструмент.

Обладнання створено на засадах широкого використання принципів уніфікації та стандартизації, що суттєво спрощує його експлуатацію. Особливістю структури керування такими лініями є незалежність функціонування кожного рівня, що запобігає зупинці виробництва за умови виходу з ладу окремих рівней керування.

Нормальне функціонування з високими техніко-економічними показниками автоматизованих дільниць типу АСВ можливо за такими умовами:

• конструктивна єдність кожної групи верстатів з ЧПК аналогічного технологічного призначення і зручне вбудовування їх в загальну виробничу систему з централізованим обслуговуванням;

• побудова ТП на основі стандартизації таких елементів, як технологічне оснащення, різальний інструмент, режими різання та ін., що забезпечують різну точність обробки деталей, різних за формою та розмірами і виготовлених з різних матеріалів;

• підготовка, накопичення і переміщення за різними програмованими адресами деталей, оснащення і різального інструменту, а також вилучення стружки за допомогою транспортно-накопичувальної системи, що дозволяє механізувати допоміжні операції, зменшити невиробничі витрати часу, створити найбільш сприятливі умови для організації виробництва і забезпечити можливість обслуговування без персоналу, розподіляючого роботу за робочими місцями;

• застосування прямого керування верстатами від ЕОМ для оперативного накопичування і введення в пристрій ЧПК програм керування, а також для діагностики роботи обладнання і системи керування з метою підтримування їх надійності;

• високий ступінь автоматизації та комплектність технологічної підготовки виробництва.

Типові АД для обробки тіл обертання спеціалізуються у відповідності з розмірами оброблюваних деталей.

Під час побудови АД використовують агрегатно-секційний (модульний) принцип; дільниці компонують з окремих уніфікованих верстатних секцій, які забезпечують самостійне виконання заданих виробничих функцій. Завдяки прямокутній конфігурації компоновка дільниць значно спрощується, так як стикові лінії секцій прямолінійні і мають однакові розміри.

До складу АД входять також і допоміжні секції, що містять допоміжне технологічне обладнання.

Агрегатно-секційний принцип побудови автоматизованих дільниць дозволяє комплектувати їх верстатами різного призначення і в різній кількості згідно до встановленої номенклатури технологічного та допоміжного обладнання в залежності від конкретних виробничих умов. Це зменшує терміни проектування АД та їх освоєння, забезпечує виробничу гнучкість завдяки можливості заміни окремих секцій.

Прикладом гнучкої АД для обробки тіл обертання є дільниця АСВ-31, що призначена для напівчистової та чистової обробки деталей 16 найменувань типу муфт, барабанів, дисків діаметром до 500 мм і масою до 40 кг, в автоматичному режимі в умовах серійного виробництва. Дільниця складається з семи верстатних модулів на базі напівавтомата 1П756ДФ398 і маніпуляторів СМ80Ц2503, автоматизованої транспортно-накопичувальної системи, обчислювального комплексу керування та приймально-здавальної секції.

За допомогою використання цієї АД вивільнено 16 робочих-верстатників, знижена трудомісткість обробки деталей на 36 тис. нормо-годин і забезпечується значний економічний ефект.