§ 26. Технико-экономические принципы проектирования

В основу разработки технологических процессов положены два принципа: технический и экономический. В соответствии с техниче­ским принципом проектируемый технологический процесс должен пол­ностью обеспечивать выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий на изготовление заданного изделия. В соответ­ствии с экономическим принципом изготовление изделия должно вес­тись с минимальными затратами труда и издержками производства. Технологический процесс изготовления изделий должен выполняться с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства при наименьшей затрате времени и наименьшей себестои­мости изделий.

Из нескольких возможных вариантов технологического процесса изготовления одного и того же изделия, равноценных с позиций тех­нического принципа проектирования, выбирают наиболее эффектив­ный (т. е. производительный) и рентабельный вариант. При равной производительности сопоставляемых вариантов выбирают наиболее рентабельный, а при равных рентабельностях — наиболее производи­тельный. При разных производительностях и рентабельностях выби­рают наиболее рентабельный при условии, что производительность всех сравниваемых вариантов не ниже заданной.. В исключительных случаях (срочный выпуск особо важной продукции, ликвидация воз­никающих «узких» мест производства и пр.) в рамках данного завода и па определенный период времени за основу может быть принят наи­более производительный вариант процесса.

Выявление эффективности и рентабельности проектируемого про­цесса ведут по всем элементам, из которых они складываются, либо определяют расчетом по укрупненным показателям.

§ 27. Проектирование технологических процессов обработки деталей машин

Целевое назначение технологических разработок. Проектирование технологических процессов механической обработки имеет целью дать подробное описание процессов изготовления детали с необходи­мыми технико-экономическими расчетами и обоснованиями принятого варианта. В результате составления соответствующей технологической документации инженерно-технический персонал и рабочие исполни­тели получают необходимые данные и инструкции для осуществления спроектированного технологического процесса на предприятии. Тех­нологические разработки позволяют выявить необходимые средства производства для выпуска изделий; трудоемкость и себестоимость изготовления изделий.

На основе спроектированного технологического процесса устанавливают исходные данные для организации снабжения основными и вспомогательными материалами, календарного планирования, техни­ческого контроля, инструментального и транспортного хозяйства.

Основные случаи технологических разработок. Технологические процессы разрабатывают при проектировании новых и реконструкции существующих заводов, а также при организации производства новых объектов на действующих заводах. Кроме того, корректировка или разработка новых технологических процессов имеет место на дейст­вующих заводах при выпуске освоенной продукции. Это вызывается непрерывными текущими конструктивными усовершенствованиями объ­ектов производства и необходимостью систематического использова­ния и внедрения в действующее производство новейших достижений производственной техники.

Технологические процессы подразделяют на индивидуальные, типовые и групповые. Индивидуальные разрабатывают на оригиналь­ные детали, типовые на нормализованные и стандартные детали и груп­повые на конструктивно и технологически сходные детали. Специфика разработки типовых и групповых технологических процессов приво­дится в конце главы.

При проектировании новых и реконструкции существующих заво­дов, разработанные технологические процессы являются основой всего проекта. Они определяют потребное оборудование, производственные площади п энергетику цеха, его транспортные средства, рабочую силу, необходимые основные п вспомогательные материалы. От каче­ства технологических разработок в значительной степени зависят тех­нико-экономические показатели работы завода.

При организации производства новых объектов на действующем заводе разработка технологических процессов предшествует комп­лексу подготовительных и организационных работ. На ее основе выявляют возможности использования имеющегося и необходимость приобретения нового оборудования, определяют потребное количество рабочей силы, инструментов, транспортных средств и пр.

Исходные данные для проектирования технологических процессов механической обработки. В тех случаях, когда технологические про­цессы проектируют для новых заводов, исходными данными являются: рабочий чертеж, определяющий материал, конструктивные формы и размеры детали; технические условия на изготовление детали, харак­теризующие точность и качество обработки ее поверхностей, а также особые требования (твердость и структура материала, термическая обработка, балансировка, подгонка по весу и пр.); размер програм­много задания; срок (обычно в годах), в течение которого должна быть выполнена программа выпуска деталей. Если выпуск во времени не­равномерный, то программное задание указывается по годам или другим периодам времени.

При проектировании технологических процессов для действую­щих или реконструируемых заводов необходимо располагать сведе­ниями о наличном оборудовании, площадях и других местных произ­водственных условиях.

В частном случае возможности технолога при проектировании и кор­ректировке технологических процессов механической обработки могут быть еще более ограничены заданным ему видом исходной заготовки.

При проектировании используют справочные и нормативные ма­териалы: каталоги и паспорта оборудования; альбомы приспособле­ний; ГОСТы и нормали на режущий и измерительный инструменты, нормативы по точности, шероховатости, расчету припусков, режимам резания и техническому нормированию времени; тарифно-квалифика­ционные справочники и другие вспомогательные материалы.

Для оформления технологических разработок необходимо иметь бланки технологической документации.

Общая методика и последовательность проектирования. Задача проектирования технологических процессов характерна многовариант­ностью возможных решений. Даже для сравнительно простых деталей может быть разработано несколько различных технологических про­цессов, полностью обеспечивающих требовании рабочего чертежа и тех­нических условий. Методом последующего сопоставления этих вариан­тов по эффективности и рентабельности окончательно отбирают один или небольшое число равноценных вариантов.

Проектирование технологических процессов отличается сложностью и трудоемкостью. Как и многие другие виды проектирования, его вы­полняют в несколько последовательных стадий. Вначале делают пред­варительные наметки технологического процесса; на последующих стадиях их уточняют и конкретизируют на основе детальных техно­логических расчетов. В результате последовательного уточнения пред­варительных наметок получают законченные разработки технологи­ческого процесса. К правильному и приемлемому решению обычно удается приблизиться после разработки и сравнения нескольких техно­логических вариантов. В целях сокращения трудоемкости и длитель­ности технологических разработок, сопоставление и выбор варианта целесообразно производить на предварительных и промежуточных ста­диях проектирования.

Схема 2 Этапы построения технологического процесса механической обработки.

Степень углубленности технологических разработок зависит от типа производства. В условиях массового производства технологические процессы разрабатывают весьма подробно для всех оригинальных деталей изделия; на нормализованные и стандартные детали разраба­тывают (используют) типовые процессы. В единичном производстве ограничиваются сокращенной разработкой, учитывая, что подробная разработка в данных условиях экономически не оправдывается. Ис­ключение составляют сложные и дорогие детали, особенно в тяжелом машиностроении. Для этих деталей технологические процессы разра­батывают тщательно и подробно. В условиях серийного производства при широкой номенклатуре выпускаемых изделий проектируют груп­повые технологические процессы. На оригинальные детали разраба­тывают индивидуальные процессы.

Процесс проектирования состоит из комплекса взаимосвязанных и выполняемых в определенной последовательности этапов. К ним относятся: определение тина производства и методов работы, выбор метода получения заготовки и установление предъявляемых к ней требований, выбор установочных баз, выбор комплекса последова­тельно выполняемых методов (маршрута) обработки отдельных по­верхностей, составление маршрута обработки детали в целом, пред­варительная наметка операций, расчет промежуточных припусков, установление технологических допусков и предельных размеров за­готовки по технологическим переходам, уточнение содержания опе­раций и степени концентрации технологических переходов, выбор оборудования, инструментов и приспособлений, установление режи­мов резания, определение настроечных размеров, уточнение схем установки и закрепления заготовки для разработки технического задания на конструирование приспособлении, установление норм времени и квалификации исполнителен, оформление технологической документации.

Из укрупненной схемы последовательного выполнения этапов про­ектирования технологии механической обработки детали применитель­но к условиям массового производства (схема 2) видна взаимосвязь этапов проектирования и многовариантность частных и общих решений поставленной задачи. Общие п частные варианты (варианты выполне­ния отдельных этапов) показаны штриховыми разветвляющимися линиями. Отдельные этапы (расчет темпа и определение типа произ­водства, расчет припусков па обработку, расчет режимов резания, установление норм времени на операции обработки решаются однознач­но по предварительно установленным условиям и исходным данным.

При проектировании технологических процессов обработки сложных деталей общее количество возможных вариантов получается чрез­вычайно большим. В этих условиях сопоставление вариантов и выбор из них оптимального даже при использовании современных вычисли­тельных средств становятся весьма трудоемкими и длительными из-за большого числа переменных факторов. Для уменьшения числа сопос­тавляемых вариантов важно использовать типовые решения, рекомен­дации нормативных и руководящих материалов и не рассматривать те варианты, от реализации которых не ожидается получить ощутимых положительных результатов. Варианты этапов желательно анализиро­вать и сопоставлять на промежуточных стадиях проектирования, ориентируясь на средние (рекомендуемые) условия их выполнения, устанавливаемые по соответствующим нормативам.

Технологический контроль рабочего чертежа и технических усло­вий. Проектированию технологического процесса предшествует под­робное изучение рабочего чертежа детали, технических условий на ее изготовление и условий ее работы в изделии. Проверяют достаточность проекций, правильность простановки размеров, изучают требования по точности и шероховатости обработки поверхностей, а также другие требования технических условий. Нередко конструкторы завышают классы точности и чистоты поверхностей деталей, что усложняет технологический процесс ее изготовления. В этом случае технолог предлагает соответствующие коррективы и на основе совместного с конструктором обсуждения вопроса находится правильное решение.

При контроле рабочего чертежа выявляют возможности улучше­ния технологичности конструкции детали. Обращают внимание на уменьшение размеров обрабатываемых поверхностей, что снижает трудоемкость механической обработки; повышение жесткости детали, что обеспечивает возможность многоинструментной обработки, при­менение многолезвийных инструментов и высокопроизводительных режимов резания; облегчение подвода и отвода высокопроизводитель­ных режущих инструментов из зоны обработки, в результате чего уменьшается основное и вспомогательное время; унификацию разме­ров пазов, канавок, галтелей, отверстий и других элементов, что сок­ращает номенклатуру размерных и профильных инструментов и уменьшает время обработки при последовательном выполнении технологических переходов; обеспечение надежного и удобного базирования заготовки, а при простановке размеров возможность совмещения уста­новочных и измерительных баз; удобство осуществления многоместной обработки заготовок. Более подробное изложение требований техно­логичности конструкций дано в гл. II.

В результате улучшения технологичности конструкции может быть получен значительный эффект от снижения трудоемкости и повыше­ния рентабельности процессов обработки.

Тип производства. Тип производства определяют после расчета темпа работы для заданной детали по формуле (5). Если величина тем­па близка или меньше предварительно и ориентировочно установлен­ной средней длительности большей части наиболее характерных опера­ций обработки, то производство принимают массовым. В этом случае закрепление постоянно выполняемой операции за каждым рабочим местом будет целесообразным в результате достаточно высокой (обыч­но не ниже 70%) загрузки оборудования. Длительность операций опре­деляют на основе прикидочных расчетов, исходя из размеров наиболее характерных поверхностей детали и пользуясь укрупненными норма­тивами для нормирования времени обработки.

Если величина темпа значительно превосходит предполагаемую длительность отдельных операций обработки, изготовление детали должно выполняться по принципам серийного производства. В этом случае из-за недогрузки оборудования обработку деталей целесообраз­но вести партиями*.

При серийном производстве ориентировочно намечают размер партий, исходя из трудоемкости наладки оборудования, длительно­сти процессов обработки, календарных сроков выпуска изделий, зат­рат незавершенного производства, номенклатуры изделий и других организационных и экономических соображений. Для крупных и сложных деталей размер партии можно брать равным двухнедельной программе, для средних — до месячной, для простых и мелких - до трехмесячной. Установленные размеры партий корректируют при последующей детальной разработке технологического процесса.

Выбор метода получения заготовки. Конструктор изделия уста­навливает материал детали и его марку по имеющимся стандартам. Он назначает также необходимую термическую обработку детали. Учитывая условия ее работы в маните, он может указать предпочти­тельный способ получения заготовки (ковка вместо литья, ковка вмес­то проката). На основе этих данных технолог выбирает конкретный метод получения заготовки. Выбор метода определяется:

1. технологической характеристикой материала детали, т.е. его литейными свойствами и способностью претерпевать пластические деформации при обработке давлением, а также структурными изменения­ми материала заготовки, получаемыми в результате применения того или иного метода выполнения заготовки (расположение волокон в поковках; величина зерна в отливках и пр.);

2. конструктивными формами и размерами заготовки;

3. требуемой точностью выполнения заготовки, шероховатостью и качеством ее поверхностных слоев;

4. величиной программы выпуска и заданными сроками выполне­ния этой программы.

На выбор метода выполнения заготовки оказывает большое влия­ние время подготовки технологической оснастки (изготовление штам­пов, моделей, прессформ и пр.); наличие соответствующего технологи­ческого оборудования и желаемая степень автоматизации процесса. Выбранный метод должен обеспечивать наименьшую себестоимость детали, т. е. издержки на материал, выполнение заготовки и после­дующую механическую обработку вместе с накладными расходами должны быть минимальны. С повышением точности выполнения заготовки и приближением ее формы к конфигурации готовой детали объем механической обработки заметно снижается. Однако при малой про­грамме выпуска не все методы могут оказаться рентабельными из-за того, что расходы на оснастку для заготовительных процессов эконо­мически не окупаются. Это видно из структурной формулы себестои­мости изготовления детали (в коп.):

где G — вес материала на одну заготовку, кг; а — цена 1 кг материа­ла, коп.; — производственная заработная плата рабочих заготовительного цеха на одну заготовку по всем операциям ее выпол­нения, коп. ( — штучное время на одну операцию в мин, l_заг — минутная ставка рабочего при выполнении этой операции, коп.); z_заг — накладные расходы по заготовительному цеху без учета издержек на специальную оснастку и использование оборудования, %; Е — расходы на специальную оснастку (штампы, прессформы, модели и пр.), руб.; N — выпуск продукции, на который распределяют­ся расходы на оснастку, шт.; t_Ш*загk — затраты на эксплуатацию оборудования заготовительного цеха на одну заготовку, коп. (k — за­траты на эксплуатацию оборудования в одну минуту, коп.); — производственная заработная плата рабочих механического цеха на одну заготовку по всем операциям обработки, коп. ( — штучное время на одну операцию механической обработки, мин, l_обр — минутная ставка рабочего при выполнении этой операции, коп.); z_обр — накладные расходы по механическому цеху, %.

На рис. 62, a показана зависимость себестоимости изготовления заготовки от допуска на размер заготовки. Себестоимость изготовления заготовки при определенной программе выпуска (кривая А) суммирует­ся из расходов на материал, производственную зарплату, расходов на оборудование и оснастку и прочих издержек производства по загото­вительному цеху (кривые /, 2, 3 и 4]. С увеличением допуска на размеры заготовки себестоимость ее изготовления снижается.

На рис. 62, б представлена зависимость себестоимости полного из­готовления детали от допуска на изготовление заготовки. Условные обозначения: 0 — себестоимость изготовления заготовки; /, 2 и 3 себестоимости выполнения предварительной, чистовой и отделочной механической обработки. Из рисунка видно, что минимальная себе­стоимость изготовления детали в данных производственных условиях может быть получена при комплексном решении задачи по выбору ме­тода выполнения заготовки и построению последующей механической обработки.

Зная технологические характеристики заготовительных методов (см. гл. V), можно отобрать сравнительно небольшое количество мето­дов, удовлетворяющих исходным данным (по материалу заготовки, ее размерам, сложности конфигурации, точности и шероховатости по­верхностей). Предварительный выбор метода может производиться по таблицам или графикам, аналогичным рис. 62, в и г, где показаны сравнительные области целесообразного применения различных методов и зависимости от размера программного задания. По вертикальной оси па этих графиках отложена себестоимость заготовки в условных еди­ницах. Условные обозначения (рис. 62, б): 1 — прокат, 2 — свободная ковка, 3 — штамповка на молотах, 4 — штамповка на горизонтально-ковочных машинах, 5 — прокатка на специальных станах, 5 — штам­повка выдавливанием; (рис. 62, г): 1 — литье в землю при ручной фор­мовке, 2—то же при машинной формовке, 3 — литье в оболочковые

формы, 4 — литье по выплавляемым моделям, 5 — литье в кокиль, 6 — литье под давлением. Применение быстропереналаживаемого оборудования и обратимой оснастки способствует продвижению высо­копроизводительных методов в область мелкосерийного производства. Окончательный выбор метода получения заготовки должен произво­диться на основе экономических расчетов себестоимости выполнения заготовительных процессов и процессов механической обработки. При выполнении заготовок литьем пли пластическим деформиро­ванием предварительно устанавливают: припуски на обработку; допуски на размеры обрабатываемых и черных поверхностей; базовые поверхности для первой операции механической обработки и требо­вания, предъявляемые к этим поверхностям; термическую обработку заготовок (если она нужна) и требования к структуре и твердости ма­териала с точки зрения его обрабатываемости; метод очистки по­верхностей заготовки; места вырезки пробных образцов для оценки качества материала (у ответственных заготовок); методы предвари­тельной обработки заготовок (обдирка, зачистка, зацентровка, правка и т. п.). При изготовлении заготовок из сортового материала устанав­ливают профиль и размеры прутка или толщину листа. Указанные данные должны быть приведены на чертеже заготовки или в техни­ческих условиях на ее изготовление.

Контроль качества заготовок предусматривает: выявление пороков материала внешним осмотром черных и предварительно обработанных поверхностей, проверку размеров заготовок при помощи универсаль­ных измерительных инструментов, шаблонов или разметки, провер­ку физических и механических свойств материала и его химического состава.

Выбор установочных баз. Выбор установочных баз производят с целью наметить как сами базы, так и порядок их смены (если необ­ходимо) при выполнении технологического процесса механической об­работки детали. Исходными данными при выборе баз являются: рабочий чертеж детали с простановкой заданных размеров, технические условия не ее изготовление, вид заготовки, а также желаемая степень автоматизации процесса. При выборе баз учитывают условия работы детали в механизме. Основные положения по выбору баз и требования к базовым поверхностям изложены в § 4, гл. III. Принятая схема базирования определяет конструктивные схемы приспособлений и вли­яет на точность размеров и взаимного положения поверхностей детали. Наилучшие результаты по точности обработки обеспечиваются при выдерживании принципа совмещения баз. В этом случае погреш­ности базирования равны нулю. При невозможности выдержать данный принцип (например, из-за недостаточной устойчивости заго­товки при малых размерах измерительной базы) за установочную базу принимают другую поверхность, стремясь уменьшить не­желательные последствия несовмещения баз.

Выдерживание принципа постоянства баз способствует повышению точности взаимного положения поверхностей детали. Высокая степень концентричности поверхностей вращения обеспечивается, в частности, при использовании одной и той же установочной базы. Соблюдение дан­ного принципа повышает однотипность приспособлений и схем уста­новки, что важно при автоматизации технологического процесса. Стремление более полно выдержать этот принцип приводит к созданию на детали искусственных (вспомогательных) баз: бобышек, платиков, центровых гнезд, установочных поясков и других элементов, а также к выполнению всей обработки за один установ на базе черных поверх­ностей исходной заготовки. Последний случай имеет место при обра­ботке деталей из прутка на автоматах, многопозиционных и агрегат­ных станках, а также при использовании приспособлений-спутников на автоматических линиях.

При выборе баз должны быть сформулированы требования по точ­ности и шероховатости их обработки, а также предусмотрена необ­ходимость повторной обработки в целях ликвидации возможной де­формации от действия Остаточных напряжений в материале заготовки. Выбор баз связан с первой наметкой плана обработки детали, который подвергается дальнейшей детализации на последующих этапах про­ектирования технологического процесса.

Выбор маршрута обработки отдельных поверхностей детали,

Выбор маршрута производят, исходя из требований рабочего чертежа и принятой заготовки. По заданным классам точности и чистоты по­верхностей детали и с учетом ее размера, веса и конфигурации выби­рают один или несколько возможных методов окончательной обработ­ки, а также тип соответствующего оборудования. Решение этой задачи облегчается при использовании технологических характеристик мето­дов обработки (см. гл. V). Зная вид заготовки, таким же образом ре­шается вопрос о выборе первого метода маршрута. Если, например, точность заготовки невысока, то обработку данной поверхности начи­нают с использования предварительного (чернового) метода. При точ­ной заготовке сразу можно начинать чистовую, а в некоторых случаях и отделочную обработку.

Базируясь на завершающем и первом методах маршрута, устанав­ливают промежуточные методы. При этом исходят из того, что каж­дому методу окончательной обработки предшествует один или не­сколько возможных предварительных (менее точных) методов. Так чистовому развертыванию отверстия предшествует предварительное, а предварительному развертыванию — чистовое зенкерование или сверление.

При построении маршрута исходят из того, что каждый последую­щий метод должен быть точнее предыдущего. Технологический до­пуск на промежуточный размер и качество поверхности, полученное на предыдущем этапе обработки, должны находиться в тех пределах, при которых возможно нормальное использование намечаемого после­дующего метода обработки. После чернового растачивания нельзя, например, применять чистовое развертывание, так как для устранения всех погрешностей предшествующей обработки зубья развертки рабо­тали бы с недопустимо большой глубиной резания. Выбор маршрута обработки поверхности на последующих этапах проектирования связан с установлением припусков на эту поверхность.

Количество возможных вариантов маршрута обработки данной по­верхности может быть довольно большим. Все они, однако, различны по эффективности и рентабельности. Выбор окончательного варианта по этим показателям важен, но сложен и трудоемок.

Р ассмотрим в качестве примера формирование вариантов маршрута обработки цилиндрического отверстия по 2 а классу точности (схема 3). Отверстие в заготовке получено литьем. В качестве предварительных методов обработки можно применить предварительное растачивание / и предварительное зенкерование 2, а в качестве окончательных обес­печивающих заданную точность и показанных на схеме 3 в нижнем ряду) развертывание 3, тонкое растачивание 4 и протягивание 5. В качестве промежуточных методов обработки используют чистовое зенкерование 6 и чистовое растачивание 7. Из схемы 3 видно, что для данного конкретного случая, возможно, построить 10 различных марш­рутов обработки отверстия. Приближенный выбор маршрута произ­водят, оценивая трудоемкость сопоставляемых вариантов по суммар­ному основному времени обработки, используя для расчета норматив­ные материалы. Более точный выбор маршрута получают при сравнении суммарной себестоимости обработки.

Схема 3

Решение данной задачи мо­жет быть облегчено разработкой типовых маршрутов.

Количество вариантов часто можно значительно сократить с учетом ряда практических соображений. К их числу можно отнести не­обходимость обработки данной поверхности на одном станке за несколько последовательных переходов, ограничение возможности при­менения других методов обработки из-за недостаточной жесткости де­тали, а также необходимость обработки данной поверхности совместно с другими поверхностями детали.

Составление маршрута обработки детали. Составление маршрута представляет сложную задачу с большим количеством возможных вариантов решения. Его цель — дать общий план обработки детали, наметить содержание операций технологического процесса и выбрать тип оборудования. Для решения этой задачи могут быть даны следующие методические указания. При установлении общей последовательности обработки сначала обрабатывают поверхности, принятые за установочные базы. Затем обрабатывают остальные поверхности в последовательности, обратной степени их точности; чем точнее должна быть обработана поверхность, тем позже она обрабатывается. Заканчивается обра­ботка той поверхностью, которая является наиболее точной и имеет наибольшее значение для детали. В конец маршрута часто выносят обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым, например, относят наружные резьбы и другие элементы деталей. В целях своевременного выявления раковин и других дефектов материала, сначала производят черновую, а если потребуется, и чисто­вую обработку поверхностей, на которых эти дефекты не допускаются. В случае обнаружения дефектов заготовку либо бракуют без дальнейшей излишней затраты труда, либо принимают меры для исправления брака.

В производстве точных ответственных машин маршрут обработки часто делят на три последовательные стадии: черновую, чистовую и от­делочную. На первой снимают основную массу материала в виде при­пусков и напусков, вторая имеет промежуточное значение, на последней обеспечивается заданная точность и шероховатость поверхностей де­тали. В пользу такого расчленения маршрута могут быть приведены следующие соображения. На черновой стадии обработки имеют место сравнительно большие погрешности, вызываемые деформациями тех­нологической системы от сил резания и сил закрепления заготовки, а также ее интенсивный нагрев. Чередование черновой и чистовой об­работок в этих условиях не обеспечивает заданную точность. После черновой обработки наблюдаются наибольшие деформации заготовки в результате перераспределения остаточных напряжений в ее материале. Группируя обработку по указанным стадиям, мы уве­личиваем разрыв во времени между черновой и отделочной обработкой и даем возможность более полно выявиться деформациям до их устра­нения на последней стадии обработки. Вынесением отделочной обработки в конец маршрута уменьшается риск случайного повреждения окончательно обработанных поверх­ностей в процессе обработки и транспортировки. Кроме этого, черновая обработка может выполняться на специально выделенном изношенном или неточном оборудовании рабочими более низкой квалификации.

Изложенный принцип построения маршрута, однако, не во всех случаях является обязательным. Слепое следование ему иногда мо­жет привести к созданию нереальных процессов. При жесткой заготовке и малых размерах обрабатываемых поверхностей окончательная обра­ботка отдельных элементов может выполняться и в начале маршрута без каких-либо вредных последствий. Данный принцип в определенной мере противоречит также принципу концентрации обработки, когда в одной операции могут выполняться переходы черновой и чистовой обработок (изготовление деталей из прутка на автоматах).

Если деталь подвергается термической обработке, то технологи­ческий процесс механической обработки расчленяется на две части: процесс до термической обработки и после нее. Для устранения воз­можных короблений часто приходится предусматривать правку дета­лей или повторную обработку отдельных поверхностей для обеспечения заданных точности и шероховатости. Отдельные виды термической обработки в большей степени усложняют процесс механической обра­ботки. Так, при цементации обычно требуется науглеродить отдельные участки детали. Это достигается защитным омеднением остальных участков или оставлением на них припуска, который снимается допол­нительной обработкой после цементации, но до закалки.

Последовательность обработки в определенной степени зависит от системы простановки размеров. В первую очередь следует обраба­тывать ту поверхность, относительно которой на чертеже координи­ровано большее количество других поверхностей детали. При про­становке размеров согласно рис. 63 сначала обрабатывают поверхность А, а затем в произвольном порядке поверхности 1-4. Операции вспомогательного или второстепенного характера (сверление мелких отверстий, снятие фасок, прорезка канавок, зачистка заусенцев и т. п.) обычно выполняют на стадии чистовой обработки. На данном этапе маршрута последовательность выполнения этих операций часто может меняться; она не влияет на качественные показатели и эконо­мику процесса в целом.

Операции технического контроля намечают после тех этапов об­работки, где вероятно повышенное количество брака, перед сложны­ми и дорогостоящими операциями, а также в конце обработки. При вы­полнении большинства операций функции технического контроля выполняются выборочно «летучими» контролерами, а также станочниками и наладчиками. На отдельных, в основ­ном предварительных, операциях, где используется мерный режущий инстру­мент (сверла, зенкеры) контроль обычно не производят, полагаясь на правиль­ность размера стандартного инструмен­та. Это сокращает количество контро­леров и издержки производства. Размер выборок при выборочной приемке мас­совых деталей производят по правилам математической статистики.

Рис. 63

При проектировании операций технического контроля исходными данными являются точность контроля, (допустимая погрешность конт­роля составляет не более 20% от допуска на размер) и его производи­тельность. Технолог устанавливает объект, метод и средства контроля. Им дается техническое задание на конструирование специальных контрольно-измерительных инструментов и приспособлений; выби­рается схема контрольного приспособления с учетом наименьшей себестоимости выполнения контрольной операции.

При проектировании технологических процессов для существую­щих заводов, где цехи организованы по видам обработки, последова­тельность обработки устанавливают с учетом возможного сокращения путей транспортировки деталей. В данном случае, например, выпол­няется токарная обработка, затем фрезерная и т. д.

Предварительное содержание операций устанавливают объедине­нием тех переходов на данной стадии обработки, которые могут быть выполнены на выбранном типе станка. В массовом производстве со­держание операций определяют из условия, чтобы их длительность была равна или кратна темпу. На содержание операций влияет также необходимость сокращения количества перестановок деталей со станка на станок, что имеет большое значение для условий тяжелого машино­строения.

Принципиально правильный подход к составлению маршрута об­работки деталей различного класса точности для данных производст­венных условий должен определяться на базе типизации технологи­ческих процессов.

Определение припусков на обработку. Припуском называется слой материала, удаляемый в процессе механической обработки заготовки в целях достижения заданных точности и качества обрабатываемой поверхности. Различают припуски промежуточные и общие.

Промежуточным припуском называется слой, снимаемый при вы­полнении данного технологического перехода механической обработки. Промежуточный припуск определяется как разность размеров заготовки, полученных на смежном предшествующем и выполняемом технологических переходах. Общим припуском называется сумма про­межуточных припусков по всему технологическому маршруту меха­нической обработки данной поверхности. Общий припуск определя­ется как разность размеров заготовки и готовой детали.

Установление оптимальных припусков на обработку и технологи­ческих допусков на размеры заготовок по всем переходам имеет су­щественное технико-экономическое значение при разработке техноло­гических процессов изготовления деталей машин. \ Преувеличенные припуски ведут к перерасходу материала на изготовление деталей, вызывают необходимость введения дополнительных технологических переходов, увеличивают трудоемкость процессов обработки, затраты энергии и рабочего инструмента, повышают себестоимость детали. При увеличенных припусках в некоторых случаях удаляется наиболее износостойкий поверхностный слой обрабатываемой детали. Пре­уменьшенные припуски не обеспечивают удаления дефектных поверх­ностных слоев металла и получения требуемой точности и шерохо­ватости обработанных поверхностей, а в ряде случаев создают неприемлемые технологические условия для работы режущего инструмента 1 в зоне твердой литейной корки или окалины. В результате недостаточных припусков возрастает брак, что повышает себестоимость выпускаемой продукции.

Слишком широкие допуски на размеры заготовок усложняют вы­полнение технологических операций на предварительно настроенных станках, снижают точность обработки и затрудняют использование приспособлений. Задача определения оптимальных припусков на об­работку тесно связана с установлением предельных промежуточных и исходных размеров заготовки. Эти размеры необходимы для конструи­рования штампов, прессформ, моделей, стержневых ящиков, приспособ­лений, специальных режущих и измерительных инструментов, а так­же для настройки металлорежущих станков и другого технологиче­ского оборудования. На основе оптимальных припусков можно обосно­ванно определить вес исходных заготовок, режим резания, а также нормы времени на выполнение операций механической обработки.

Методы определения припусков. В машиностроении широко при­меняют опытно-статистический метод установления припусков на об­работку. При этом методе общие и промежуточные припуски берут по таблицам, которые составляют на основе обобщения и системати­зации производственных данных передовых заводов. Недостаток этого метода заключается в том, что припуски назначают без учета конкрет­ных условий построения технологических процессов. Так, общие при­пуски назначают без учета маршрута обработки данной поверхности, а промежуточные - без учета схемы установки заготовки .и погрешнос­тей предшествующей обработки. Опытно-статистические величины припусков во многих случаях завышены, так как они ориентированы на' условия обработки, при которых припуск должен быть наибольшими во избежание брака. Методика построения нормативных таблиц дающих готовую величину припуска, заставляет технолога назначать припуск догматически, отвлекая его от анализа условий выполнения операций и изыскания путей уменьшения величины припусков. В связи с этим возникла задача научно обоснованного определения припусков на обработку

Расчетно-аналитический метод определе­ния припусков. Рассмотрим основы расчетно-аналитического метода определения припусков на обработку промежуточных и исход­ных размеров заготовки, разработанного проф. В. М. Кованом.

Согласно этому методу величина промежуточного припуска должна быть такой, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предшествующих технологических переходах, а также погрешности установки обраба­тываемой заготовки, возникающие на выполняемом переходе. Дан­ный метод определения припусков основан на учете конкретных условий выполнения технологического процесса обработки. Он выявляет возможности экономии материала и снижения трудоемкости механической обработки при проектировании новых и анализе сущест­вующих технологических процессов.

Величину минимального промежуточного припуска определяют следующие факторы:

1. Высота неровностей Rz , полученная на смежном предшест­вующем переходе обработки данной поверхности. При выполнении первой операции эта величина берется по исходной заготовке. При вы­полнении второй операции нужно снять—неровности, полученные на первой операции, и т. д. Величина Rz зависит от метода, режимов и условий выполнения предшествующей обработки (см. гл. III).

2. Состояние и глубина T поверхностного слоя, полученные на смежном предшествующем технологическом переходе. Этот слой отличен от основного металла. Он подлежит полному или частичному удалению на выполняемом переходе. У отливок из серого чугуна по­верхностный слой состоит из перлитной корки, наружная зона которого нередко имеет следы формовочного песка. Для создания благоприят­ных условий работы режущему инструменту этот слой полностью снимается на первом переходе обработки данной поверхности. Многие детали машин (например, распределительные валы автомобильных двигателей) отливают с отбеленным поверхностным слоем. При по­следующей обработке этот слой, наоборот, желательно по возможности сохранить в целях повышения износостойких свойств детали. У сталь­ных поковок и штампованных заготовок поверхностный слой характеризуется обезуглероженной зоной. Этот слой подлежит полному уда­лению, так как он снижает предел выносливости детали.

В результате обработки резанием в поверхностном слое возникает зона наклепа. При последующей обработке эту зону целесообразно сохранить, так как она повышает износостойкость детали и способству­ет получению более чистой поверхности.

После поверхностной закалки поверхностный слой детали также желательно в максимальной степени сохранить, так как его ценные свойства быстро снижа­ются с увеличением сни­маемого припуска.

На рис. 64 показана схема поверхностного слоя заготовки, где А — удаляе­мая дефектная часть по­верхностного слоя, В — неудаляемая часть поверх-

Рис. 64

постного слоя, С — основная структура металла, Rz_i-1 — высота не­ровностей, Т_i-_г — глубина дефектного поверхностного слоя.

3. Пространственное отклонение р_i-_г в расположении обраба­тываемой поверхности относительно базовых поверхностей заготовки. К пространственным отклонениям относятся: несоосность наружной (базовой) поверхности и растачиваемого отверстия у заготовок втулок, дисков и гильз; несоосность обтачиваемых ступеней базовым шейкам или линии центровых гнезд у заготовок ступенчатых валов; неперпен­дикулярность торцовой плоскости оси базовой цилиндрической поверх­ности заготовки; непараллельность обрабатываемой и базовой плос­костей у заготовок корпусных деталей и другие погрешности взаимного положения обрабатываемых и базовых элементов.

На рис. 65, а показана схема, иллюстрирующая влияние несоос­ности наружной и внутренней поверхностей втулки на припуск под растачивание отверстия. Своей наружной (базовой) поверхностью втулка закрепляется в трехкулачковом самоцентрирующем патроне. Штриховая линия характеризует заданное обработкой отверстие диа­метром. Из схемы видно, что составляющая промежуточного припуска (на диаметр), компенсирующая несоосность поверхностей втулки, равна 2p_i-1. Диаметр отверстия заготовки с учетом влияния только одной этой составляющей d=В-р_i-1.

На рис. 65, б показана схема влияния несоосности р_i-1 утолщен­ной шейки (в результате изогнутости заготовки) на припуск под обтачивание этой шейки. По аналогии с предыдущим случаем дополни­тельная составляющая промежуточного припуска для компенсации несоосности равна 2р_i-1 В свою очередь р_i-1 можно приближенно выразить через размеры заготовки и изогнутость ∆_из. Заменив искрив­ленную ось ломаной линией, приближенно получим

ρ_i-1=tgβl_x= l_x

где р — угол между ломаной линией и осью центров (рис. 65, б); l_x—расстояние от среднего сечения обрабатываемой шейки до бли­жайшей опоры; L — длина заготовки.

Пространственные отклонения возникают в результате неточного выполнения заготовок и операций механической обработки. При меха­нической обработке может иметь место также копирование в уменьшен­ном виде первичных погрешностей заготовки.

Влияние пространственных отклонений на количество снятого в виде припуска материала зависит от принятой схемы базирования заготовки. При механической обработке деталей типа дисков целесо­образно, например, сначала расточить отверстие на базе наружной цилиндрической поверхности (для устранения несоосности), а затем на базе отверстия обточить наружную поверхность. При обратной последовательности обработки с наружной (доминирующей для этой детали) поверхности снимается значительно большее (по объему) количество металла.

4. Погрешность установки е_i, возникающая на выполняемом переходе. В результате погрешности установки обрабатываемая по­верхность занимает различное положение при обработке партии за­готовок на предварительно настроенном станке. Нестабильность положения обрабатываемой поверхности должна быть компенсирована дополнительной составляющей промежуточного припуска.

В отличие от погрешности установки, рассмотренной в гл. III и пред­ставляющей собой составляющую общей погрешности выполняемого размера при механической обработке, погрешность установки при оп­ределении промежуточного припуска характеризуется величиной сме­щения обрабатываемой поверхности. Это смещение происходит при закреплении заготовки из-за неточности ее базовых поверхностей, в результате неточного изготовления и износа установочных эле­ментов приспособления, а также в результате погрешностей выверки ври индивидуальной установке заготовок.

На рис. 66, а показана схема образования погрешности установки в результате осадки заготовки из-за контактных деформаций в местах касания ее базовой плоскости с установочными элементами приспособ­ления, вызываемых зажимной силой Q₁. Неоднородность поверхност­ного слоя заготовок и непостоянство зажимной силы приводят к тому, что величина осадки в партии заготовок колеблется от y_max до y_min.

Величина _i определяется разностью y_max и у_тiп.. Из схемы видно, что наименьший удаляемый припуск равен толщине дефектного (за; штрихованного) слоя г, а наибольший (при у_тiп и одинаковых по разме­ру заготовках) z + _i. Величина _i должна быть меньше допуска на выполняемый размер Н. В противном случае обработку нужно вести пробными проходами. При стабилизации зажимной силы (пнев­матические и другие устройства) величиной е_i можно ввиду малости пренебречь.

Рис. 66

На рис, 66, б приведена схема установки заготовки с цилиндри­ческой базовой поверхностью диаметром D⁺⁶ в призму. Приняв раз­мер Н в партии заготовок постоянным, можно найти из геометрических связей величину смещения обрабатываемой плоскости по высоте. Используя известное выражение для погрешности базирования, по­лучаем

ε_i=

где α — угол призмы.

Если постоянным в партии заготовок считать размер Н₁ то соот­ветствующая погрешность установки

ε_i=

Как и в предыдущем случае, наименьший припуск равен г, а наиболь­ший при обработке самой полной заготовки г + е_i.

На рис. 66, в дана схема установки заготовки базовым отверстием на оправку с зазором. Смещение заготовки от нейтрального положе­ния в ту или иную сторону возможно в пределах до

е_i = Δ + δ₁/2 + δ ₂/2 + δз/2,

где Δ — гарантированный минимальный радиальный зазор между заготовкой и оправкой; δ ₁ — допуск на диаметр, базового отверстия; б₂ - допуск на изготовление оправки; δ₃ — допуск на износ оправки.

При обтачивании наружной поверхности заготовки снимаемый при­пуск на диаметр из-за возможного одностороннего смещения заготовки увеличивается на величину 2 _i. Недостаток этой схемы заключается также и в том, что обточенная поверхность получается несоосной с ба­зовым отверстием на величину _i. Если посадка заготовки на оправку производится с гарантированным натягом, то _i = 0.

Общая величина минимального промежуточного припуска опре­деляется суммированием величин Rz_i-1, T_{i-1 I-1} и _i.

Отклонение размера и погрешность формы (овальность, конусность, бочкообразность, седлообразность у поверхностей вращения; вогну­тость, выпуклость и изогнутость плоскостей и др.) обрабатываемой поверхности величиной минимального промежуточного припуска не учитываются. Это обусловлено тем, что минимальные припуски при обработке наружных поверхностей отсчитывают от наименьшего предельного размера заготовки, а при обработке внутренних поверх­ностей — от ее наибольшего предельного размера.

Все отклонения от этих размеров увеличивают действительный припуск по сравнению с расчетным минимальным припуском. Погрешности формы обрабатываемых погрешностей обычно по своей величине составляют определенную долю допуска на соответствующий размер заготовки.

Пространственные отклонения и погрешности установки пред­ставляют собой векторы, так как они имеют не только величину, но и направление. Их суммирование выполняется по правилу сложе­ния векторов. При обработке плоскостей имеем колинеарны векторы p_i-1 и е_i. В этом случае

т. е. векторная сумма определяется арифметической суммой значений векторов.

При обработке наружных и внутренних поверхностей вращения векторы p_i-₁ и _i могут принимать любое угловое положение, пред­видеть которое заранее не представляется возможным. Наиболее ве­роятное суммарное значение этих векторов определяется их сложе­нием по правилу квадратного корня:

Пользуясь методом приближенных вычислений, можно получить более простые приближенные формулы:

при ;

при ;

при ;

при ;

В некоторых случаях пространственное отклонение суммируется из нескольких (двух или даже трех) составляющих, каждое из которых представляет собой вектор. Так, например, смещение оси одной из средних шеек ступенчатого вала может быть следствием смещения оси центровых гнезд, несоосности данной шейки крайним шейкам (на базе которых производилась зацентровка), а также искривления оси заготовки.

Наиболее вероятное значение суммарной величины р_i-1 прост­ранственных отклонений определяется в данных случаях по следу­ющим формулам:

при

при

Таким образом, получим следующие расчетные структурные фор­мулы для определения минимального промежуточного припуска на обработку:

припуск на сторону при последовательной обработке противопо­ложных или отдельно расположенных плоскостей

;

припуск на две стороны при параллельной обработке противоле­жащих плоскостей

припуск на диаметр при обработке наружных или внутренних поверхностей вращения

Индекс i у обозначения минимального припуска означает, что этот припуск снимается на выполняемом технологическом переходе обра­ботки данной поверхности.

На базе приведенных общих структурных формул могут быть полу­чены частные расчетные формулы для конкретных случаев обработки. В этих формулах в зависимости от условий выполнения операции исключают те или иные составляющие.

Рассмотрим несколько примеров частных расчетных формул.

При обтачивании цилиндрической поверхности, установленной на центрах заготовки, погрешность установки может быть принята равной нулю. Припуск на диаметр в этом случае

При развертывании плавающей разверткой и протягивании отверстий сме­щения и увод оси не исправляются, а погрешность установки в этом случае не имеет места. Расчет припуска ведут по формуле

При суперфинише и полировании цилиндрической поверхности, когда повы­шается лишь класс чистоты, припуск определяется высотой микронеровностей обрабатываемой поверхности, т. е.

Если при обработке лезвийным или абразивным инструментом черной по­верхности необходимо только получить чистую поверхность, то минимальный снимаемый слой металла определяется величиной поверхностного слоя (z_d) и по­грешностью формы обрабатываемой поверхности Δ_d, которая обычно не превы­шает 1/4 допуска на размер черной заготовки. Для данного случая обработки имеем следующую расчетную формулу:

При шлифовании Заготовок после термической обработки поверхностный слой необходимо по возможности сохранить, следовательно, слагаемое T_i-1 нужно исключить из расчетной формулы. Возможные при термической и химико-терми­ческой обработке заготовок коробления, создающие пространственные отклоне­ния, компенсируются величиной p_i-1. Для этих условий имеем следующие рас­четные формулы. При наличии погрешности установки:

Если погрешности нет, то

Исключение составляющей T_i-1 из расчетной формулы для определения припусков на обработку после термической обработки обосновано результатами проведенных для этой цели специальных исследований.

Расчет промежуточных припусков производится после детального выяснения всех условий и особенностей выполнения технологических процессов получения заготовки и последующей механической обра­ботки.

Величина припуска не должна быть меньше той глубины резания, при которой работа нормально заточенной режущей кромки инстру­мента становится неустойчивой. Так, например, остро заточенный ре­зец может снимать стружку толщиной около 5 мкм. Однако через ко­роткое время кромка затупляется и резец снимает стружку с мини­мальной толщиной только 10 — 20 мкм.

Величины составляющих расчетной формулы приводятся в техно­логических справочниках. Значения этих составляющих зависят от конфигурации и размерных соотношений обрабатываемой заготовки, материала, метода ее получения и последующей обработки, а также способа установки заготовки на станках.

Справочные материалы по расчету припусков даются по классам деталей в зависимости от размерных соотношений элементарных поверхностей, обрабатываемого материала и методов обработки.

Справочные данные для определенной отрасли машиностроения строятся применительно к классификации деталей машин и специ­фике технологии производства данной отрасли машиностроения.

Определение предельных промежуточных и исходных размеров за­готовки. На основе расчета промежуточных припусков определяют предельные размеры заготовки по всем технологическим переходам обработки данной поверхности.

При однопроходной обработке на предварительно настроенных станках в результате упругих отжатий элементов технологической системы имеют место явления копирования. Они заключаются в том, что при обработке заготовки с наименьшим предельным размером выдерживаемый размер δ_min также получается наименьший, а при обработке заготовки с наибольшим размером а_max выдер­живаемый размер δ_max получается наибольший. В этих условиях полученное ранее значение минимального промежуточного припуска определится как разность

Наибольший припуск

Учитывая, что и , получим или

В этих формулах δ_a — допуск на размер заготовки и δ_b—допуск на выполняемый размер.

На рис. 68, а показана схема расположения промежуточных при­пусков и допусков на промежуточные и исходные размеры заготовки, наружная цилиндрическая поверхность которой обрабатывается по маршруту: черновое, чистовое и тонкое точение.

При построении схемы исходными являются заданные чертежом предельные размеры d_3rain и d_{3 max} готовой детали, которые получа­ют на последней операции обработки поверхности — операции тон­кого точения.

К наименьшему предельному размеру готовой детали прибавляем ми­нимальный припуск на операцию тонкого точения z_{3 min} (цифровой ин­декс означает порядковый номер операции в технологическом маршру­те механической обработки данной поверхности) и получаем на­именьший предельный размер заготовки после чистового точения d_{2 min}.Для получения наименьшего предельного размера d_lmin заготов­ки после чернового точения к размеру d_1min прибавляем минимальный припуск z_2min на чистовое обтачивание. Наименьший предельный размер D_mln исходной заготовки по­лучается прибавлением к размеру d_lmln минимального припуска z_lmln на черновое точение.

Наибольшие предельные размеры d_2mai, d_1max заготовки по тех­нологическим переходам и исходной заготовки D_max получаются при­бавлением к соответствующим наименьшим предельным размерам тех­нологических допусков δ₂, δ₁ и δ.

Из приведенной схемы легко определить минимальный общий при­пуск z_0min на обработку, который получается суммированием проме­жуточных минимальных припусков по всему технологическому марш­руту, и максимальный общий припуск z_0тах, который также получа­ется суммированием всех промежуточных максимальных припусков. Из схемы- видно, что промежуточный максимальный припуск для вы­полнения какого-либо перехода равен разности между наиболь­шими предельными размерами заготовки на предшествующем и выполняемом переходах.

Рис. 68

Рассмотренная схема расположения полей припусков и допусков характерна для тех случаев, когда обработку производят на предва­- рительно настроенных станках, а промежуточный припуск снимают за один проход.

При многопроходной обработке, выполняемой по методу последо­вательного приближения к заданному размеру (шлифование, хонингование, притирка и другие методы), схема расположения полей при­пусков и допусков несколько видоизменится. В этом случае явления упругих отжатий элементов технологической системы из-за малых сил на последних проходах обработки практически отсутствуют, а рабочий, пользуясь проходной стороной калибра, стремится получить наиболь­ший предельный размер. При этом условии минимальный промежуточ­ный припуск, который вправе снять рабочий, равен разности между наименьшим предельным размером заготовки на предшествующем пе­реходе и наибольшим предельным размером на выполняемом переходе.

Величина этого припуска должна быть достаточной для того, что­бы гарантировать устранение всех дефектов и неточностей предшеству­ющей обработки. Это особенно важно при выполнении последней операции, когда получается готовая деталь. Данный случай обработки детали по наибольшему предельному размеру может быть в частности оправдан стремлением получить максимальный запас металла на износ детали. Для промежуточных переходов обработки данный случай не­желателен, так как он связан с большим съемом металла.

На рис. 68, б показана схема расположения полей припусков при­менительно к приведенному ранее технологическому маршруту об­работки наружной цилиндрической поверхности, в котором тонкое то­чение заменено шлифованием. Из нее видно, что общий припуск в ре­зультате смещения поля минимального припуска на шлифование воз­растает на величину допуска на размер детали.

На рис. 68, в показана схема расположения полей допусков на де­таль и заготовку при однопроходной обработке, когда расчетный при­пуск меньше допуска на выполняемый размер. В данном случае, как это видно из схемы, имеет место перекрытие полей допусков. При многопереходной обработке минимальный общий припуск будет ра­вен сумме промежуточных минимальных припусков.

Расчет припусков, а также предельных промежуточных и исходных размеров заготовки удобно производить, заполняя специальную карту.

По наибольшему припуску определяют максимальную силу реза­ния для расчета режущих инструментов, мощности станка, силы за­крепления заготовки в приспособлении. По средней величине при­пуска определяют стойкость режущего инструмента при расчете режи­мов резания.

Необходимые для расчета промежуточных размеров заготовки допуски на выполнение технологических переходов берут по нормати­вам. Для условий массового и автоматизированного производств вели­чины допусков целесообразно рассчитывать по приведенной в гл. III методике, учитывая условия выполнения данной операции.

Полученные наименьшие предельные размеры заготовки по техно­логическим переходам необходимо округлять до расчетного (принято­го) размера. Округление размеров производят в сторону увеличения для наружных и в сторону уменьшения для внутренних поверхностей. Его следует выполнять до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск на размер для каждого перехода.

Расчет припусков на обработку индивидуальных заготовок, име­ющий особое значение в тяжелом машиностроении, характерен неко­торой спецификой. Завышенные припуски при обработке крупных деталей ведут к большим потерям металла в стружку и увеличению длительности обработки. В то же время здесь совершенно недопустим брак из-за недостаточных припусков. Расчет припусков в данных условиях основан на изложенных ра­нее принципах. Однако здесь следует учитывать индивидуальные осо­бенности процессов выполнения заготовки и последующей механи­ческой обработки. Обработку индивидуальных заготовок ведут после их индивидуальной выверки на станке. Под погрешностью установки в расчетной формуле нужно понимать погрешность выверки заготов­ки. Величину этой погрешности назначают в зависимости от метода вы­верки.

У заготовок, получаемых свободной ковкой, пространственными от­клонениями являются: общая и местная изогнутость, несоосность сту­пеней у валов, несоосность наружной поверхности и отверстия у дис­ков, колец и муфт. У отливок пространственные отклонения в основ­ном зависят от смещения стержней, образующих отверстия и внутрен­ние поверхности заготовок. Для заготовок из проката основными вида­ми пространственных отклонений являются погрешности зацентров­ки и изогнутость.

В ряде случаев обработку приходится выполнять над частично или полностью собранными узлами машин (растачивание разъемных корпусов редукторов, отверстия в большой головке шатуна и пр.). При расчете припусков на эти операции нужно учитывать возможные смещения собранных деталей относительно друг друга, что увеличива­ет припуск на совместную обработку. Величина этих смещений должна выявляться с учетом погрешностей заготовки, предшествующей механической обработки и сборки.

Рассмотренный расчетно-аналитический метод определения при­пусков и промежуточных размеров заготовки по технологическим переходам должен применяться в условиях массового, средне - и крупносерийного производств. Целесообразно применять его и в тя­желом машиностроении даже при единичном изготовлении крупных деталей. Во всех перечисленных случаях этот метод может дать зна­чительный эффект в части экономии металла, снижения трудоемкости и себестоимости обработки.

Установление готовых значений промежуточных и общих припус­ков по нормативным таблицам (опытно-статистический метод) допус­тимо в условиях единичного и мелкосерийного производств при из­готовлении небольших и сравнительно дешевых деталей. В этих усло­виях расчетно-аналитический метод не применим, так как технологиче­ские, процессы, на базе которых ведется определение припусков, здесь не разрабатываются совсем или разрабатываются весьма ориентиро­вочно.

Построение операций механической обработки. Для проектиро­вания отдельной операции необходимо знать: маршрут обработки заготовки, схему ее базирования и закрепления, поверхности обра­ботки и класс точности их обработки, поверхности, обработанные на предшествующих операциях, и точность их обработки, припуск на обработку, а также темп работы, если операция проектируется для поточной линии. При проектировании операции уточняют ее содер­жание (намеченное ранее при составлении маршрута), устанавливают последовательность, и возможность совмещения переходов во времени, выбирают оборудование, инструменты и приспособление (или дают задание на их конструирование), назначают режимы резания, опреде­ляют норму времени, устанавливают настроечные размеры и составля­ют схему наладки. Оценку возможных вариантов производят по про­изводительности и себестоимости, сохраняя в силе технико-экономи­ческий принцип проектирования. Проектируя технологическую опе­рацию, стремятся к уменьшению штучного времени. При поточном ме­тоде работы штучное время увязывают с темпом, обеспечивая заданную производительность поточной линии.

Основное время сокращается в результате применения высокопро­изводительных режущих инструментов и режимов резания, сокра­щения числа проходов и переходов при обработке поверхностей. Вспомогательное время сокращается за счет уменьшения времени хо­лостых ходов станка и применения наиболее совершенных установоч­ных приспособлений с быстродействующими зажимами.

Наряду с уменьшением продолжительности каждого элемента опе­ративного времени прибегают к совмещению элементов основного и вспомогательного времени; в этом случае в состав штучного времени входят лишь наиболее продолжительные элементы времени из числа всех совмещаемых. Возможности такого совмещения определяются схемой построения станочной операции. Оно зависит от количест­ва устанавливаемых для обработки заготовок, количества применяемых инструментов и порядка обработки поверхностей этими ин­струментами. По количеству устанавливаемых заготовок различают одно- и многоместные схемы, а по количеству применяемых инстру­ментов одно- и многоинструментные. В зависимости от порядка ис­пользования инструментов имеем схемы последовательного, парал­лельного и параллельно-последовательного выполнения.

Сочетание указанных признаков дает ряд схем, от наименее про­изводительных одноместных, одноинструментных, последовательных до наиболее производительных многоместных, многоинструментных параллельных. В табл. 12 и на рис. 69 приведены примеры построения схем станочных операций с указанием возможностей уменьшения оперативного времени. Цифрами показаны последовательно обра­батываемые поверхности (комплексы поверхностей) заготовки или последовательно сменяемые инструменты.

С увеличением числа инструментов в наладке производительность растет до определенного предела. Дальнейшее увеличение их числа может снизить производительность в связи с увеличением затрат вре­мени на смену и регулировку инструментов. При большом количе­стве инструментов приходится также снижать скорость резания.

На рис. 70 показана общая зависимость штучного времени от чис­ла инструментов п в наладке. С ростом n основное время уменьшается (кривая t ), а время технического обслуживания, включающего сме­ну и регулировку инструментов, растет (кривая t_т). При постоянном значении всех остальных составляющих штучного времени (t_B, t_opr и t кривая t_ш получается геометрическим сложением кривых t₀ и t_т с прямой 1. Минимум t_ш отвечает наивыгоднейшему числу инстру­ментов в наладке.

В конкретных случаях на оптимальную совмещенность переходов, кроме производительности, влияет еще и себестоимость, так как более сложные наладки осуществляют на более дорогом оборудовании и при использовании более сложной технологической оснастки.

Число и последовательность технологических переходов определя­ют с учетом принятого вида заготовки и точностных требований к. го­товой детали.

Рациональное совмещение технологических переходов определяют в зависимости от взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, возможного размещения инструментов и удаления стружки.

Недостаточная жесткость заготовки часто препятствует параллельному выполнению переходов. Обработку с высокими классами точности и чистоты поверхностей выделяют в особую операцию, при­менения одноместные одноинструментные последовательные, а часто и однопереходные схемы.

Технологические операции автоматических линий характеризу­ются большой концентрацией переходов. Их строят по параллельным и параллельно-последовательным схемам. Вспомогательное время включает лишь время перемещения заготовки в следующую позицию н время подвода и отвода инструментов.

При проектировании технологических процессов обработки круп­ных заготовок в тяжелом машиностроении стремятся к сокращению

Таблица 12

Схема обработки	Схема по рис. 69	Формула оперативного времени
Обработка каждого отверстия детали на разных станках		K
Одноместная последовательная одноинструментная обработка	а
Одноместная параллельная одноинструментная* обработка	б
•Одноместная параллельно- последовательная одноинструментная обработка	в	+
Одноместная последовательная многоинструментная обработка	г	+
Одноместная параллельная многоинструментная обработка	д	+
Одноместная параллельно- последовательная многоинструментная обработка	е	+
Многоместная последовательная одноинструментная обработка -	ж
Многоместная параллельная одноинструментная* обработка	3
Многоместная параллельно- последовательная одноинструментная обработка	и
Многоместная последовательная многоинструментная обработка	к
Многоместная параллельная многоинструментная обработка	л
Многоместная параллельно- последовательная многоинструментная обработка -	м
Многопозиционная одноместная односторонняя многоинструментная обработка	н	/ **
Многопозиционная одноместная многосторонняя многоинструментная обработка	о	/ **
Многопозиционная многоместная односторонняя многоинструментная обработка	п
Многопозиционная1 многоместная многосторонняя многоинструментная обработка	р

Обозначения: ft —количество обрабатываемых отверстий; k' = k/m, где m — коли­чество инструментов в наладке; п—число обрабатываемых деталей; s_m — подача в мин; l_t — длина большой ступени.

Примечания. * сборный и многокромочный инструмент условно принят за один инструмент; ** при условии полного перекрытия t_в основным временем

числа операций и установок, а также выполнению наибольшего чис­ла переходов при одной установке заготовки. В этом случае применя­ют последовательные параллельные и параллельно-последовательные схемы. Параллельную обработку нескольких поверхностей тяжелой заготовки осуществляют с помощью переносных сверлильных, расточ­ных и других станков. При серийном изготовлении крупногабаритных деталей находят применение также специальные станки агрегатного типа.

Рис. 69

Проектирование многоинструментной наладки включает: состав­ление плана размещения инструмента по переходам и предваритель­ный расчет режимов резания; составление наладочной карты, уточ­нение схемы установки, корректирование режимов резания;

Рис. 70

установление элементов наладки, определение штучного времени; состав­ление задания на проектирование рабочих и контрольных приспособ­лений и специальных инструментов.

Особый случай проектирования операций относится к станкам с программным управлением. Он включает этапы: технологический, математический и этап подготовки управляющей программы. На технологическом этапе помимо всех рассмотренных ранее вопросов находится траектория движения режущих инструментов, и устанав­ливаются необходимые команды по управлению рабочим циклом. На этапе математической подготовки определяются координаты опорных точек траектории. На последнем этапе полученные данные в установ­ленном коде записываются на программоноситель (перфоленту, маг­нитную ленту и пр.). Эта работа выполняется с использованием спе­циальных устройств и средств автоматизации.

Проектирование станочной операции сопровождается расчетами настроечных размеров и ожидаемой точности обработки. Настроеч­ный размер определяют с учетом износа режущего инструмента и упругих отжатий элементов технологической системы. Настроечный размер устанавливают так, чтобы число подналадок за период стой­кости инструмента было наименьшим при гарантии исключения брака по непроходной стороне калибра. На рис. 71а и 71б показаны схемы определения настроечных размеров. При односторонней обработке (см. рис. 71а)

Для диаметрального размера внутренней поверхности (см. рис. 71, б)

;

Для диаметрального размера наружной поверхности

Рис.71

Величина погрешности настройки станка ΔH для различных мето­дов настройки рассмотрена ранее (см. гл. III).

Уточненное содержание операции позволяет осуществить выбор станка из имеющегося парка или по каталогу. Характер операции и принятый метод обработки определяют тип станка (токарный, фрезер­ный, сверлильный), а размеры заготовки и обрабатываемых поверх­ностей — основные размеры станка (высота центров, расстояние меж­ду центрами, размер стола). Установленная степень концентрации технологических переходов влияет на выбор модели станка. При вы­сокой степени концентрации выбирают многосуппортные или много­шпиндельные станки. Установленным требованиям обычно удовлетво­ряет несколько моделей станков данного типа (размера). Выбранная модель должна обеспечивать заданную точность обработки, наи­большую жесткость и производительность. Предпочтительна модель с большим запасом мощности и большей степенью автоматизации рабочего цикла. Если представляется целесообразным выполнять опе­рацию на специальном станке, то должно быть разработано задание на проектирование этого станка.

Тип режущего инструмента выбирают по принятому методу обра­ботки. Его размер определяют либо по произведенному ранее расчету промежуточных размеров заготовки (для зенкеров, разверток, протя­жек и других мерных инструментов), либо после установления режи­мов резания расчетом на прочность по силе резания (для резцов, рас­точных скалок).

Установление режимов резания и норм времени на операцию. Ре­жимы резания, (глубина, подача и скорость резания) определяют точ­ность, качество обработанной поверхности, производительность и себестоимость обработки. Вначале устанавливают глубину резания, потом подачу и в последнюю очередь скорость резания. Глубина ре­зания при однопроходной обработке на предварительно настроенном станке определяется величиной ранее рассчитанного промежуточного припуска на обработку данной поверхности. При многопроходной об­работке глубину резания стремятся назначить наибольшей, соот­ветственно уменьшив число проходов. На последних проходах глуби­на резания обычно уменьшается в целях обеспечения заданных точ­ности и шероховатости поверхности.

Подачу назначают максимально допустимую. При черновой обра­ботке подача ограничивается прочностью самого слабого звена дан­ной технологической системы (инструмент, заготовка или отдельные элементы станка). При чистовой обработке и отделке подача опреде­ляется в зависимости от заданных точности и шероховатости поверх­ности. Подачу выбирают по нормативам или рассчитывают, согласо­вывая ее величину с паспортными данными станка.

Расчет величины подачи производят по формулам, приведенным в гл. III. Зная допуск 6 на выдерживаемый размер и условия выполне­ния проектируемой операции по формулам (62)—(64), решаем обрат­ную задачу — находим величину Δy. Зная глубину резания, характе­ристику обрабатываемого материала и жесткость элементов техноло­гической системы по формуле (31), решаем вторую обратную задачу по Δy находим величину подачи. Приведенная методика расчета при­годна для всех операций обработки данного технологического марш­рута. Для операций окончательной обработки в расчет принимают допуск, проставленный на чертеже детали. Для промежуточных опе­раций допуски на выдерживаемый размер берут из расчета припусков на обработку данной поверхности.

Найденную из условий точности обработки подачу проверяют по условиям обеспечения заданной шероховатости поверхности (по норма­тивам) и окончательно согласовывают с паспортными данными станка.

Найденная величина подачи удовлетворяет и заданным условиям обработки по шероховатости обработанной поверхности при использовании стандартного проходного резца. Она должна быть согласована с паспортными данными станка.

Скорость резания рассчитывают по формулам теории резания или устанавливают по нормативным таблицам, зная условия выполнения данного перехода обработки. В обычных условиях при расчете ско­рости резания ориентируются на экономическую стойкость режу­щего инструмента. В особых случаях принимают во внимание стой­кость наибольшей производительности. По скорости резания находят скорость вращения шпинделя (или число двойных ходов стола, пол­зуна). Эти величины согласовывают с паспортными данными станка, принимая ближайшие меньшие.

Рассмотренная методика характерна для одноинструментной об­работки.

При обработке на станках с многоинструментным оснащением ме­тодика установления режимов резания изменяется. На практике воз­можны следующие случаи многоинструментной обработки.

1. Обработку производят последовательным использованием ряда инструментов, каждый из которых может работать независимо друг от друга, с различной подачей и скоростью резания. После каждой смены инструмента меняют режимы резания.

2. Обработку производят параллельным (или параллельно-после­довательным) использованием комплекса инструментов, каждый из которых работает с 'различными режимами резания (многошпиндель­ные сверлильно-расточные агрегатные станки с индивидуальной по­дачей каждой одношпиндельной головки).

3. Обработку производят комплексом инструментов, закрепленных в одном или нескольких блоках (суппортах, державках, скалках). Инструменты, установленные в одном блоке, имеют единую подачу на один оборот шпинделя станка, но разную скорость резания в зави­симости от размера обрабатываемых поверхностей. Продолжительность работы каждого инструмента в общем случае различная. Она опреде­ляется размерами и конфигурацией обрабатываемой заготовки. Этот случай характерен для многорезцовых токарных полуавтоматов, токарноревольверных станков, расточных станков и другого оборудо­вания.

4. Комплекс инструментов, закрепленных в одном общем блоке (головке) , имеет единую минутную подачу, но работает с разными ско­ростями. Продолжительность работы каждого инструмента различная. Случай характерен для многошпиндельных сверлильных, рас­точных и продольно-фрезерных станков.

5. Комплекс инструментов работает с одинаковой скоростью ре­зания, но с разной подачей (продольно-строгальные станки).

Для 1- и 2-го случаев полностью применима рассмотренная выше методика установления режимов резания. Если подача и скорость ре­зания для разных инструментов (1-й случай) оказываются близкими по своим величинам, то с точки зрения производительности часто бы­вает выгодным вести обработку на одном постоянном (среднем) режи­ме резания. В этом случае экономится время на останов и пуск стан­ка, переключение подач и скоростей вращения шпинделя.

Для 3-го случая глубину резания и подачу устанавливают для каждого инструмента по той же методике, что и для одноинструмент­ной обработки. По каждому блоку инструментов выбирают наимень­шую технологически допустимую (лимитирующую) подачу. Эта пода­ча ограничивается допускаемым механизмом станка усилием подачи, прочностью самого слабого в наладке инструмента или прочностью обрабатываемой заготовки. При чистовой обработке подача лимити­руется заданной шероховатостью поверхности. Выбор подачи произ­водится по нормативам. Ее величину согласовывают с паспортными данными станка.

Далее рассчитывают скорость резания. Для этого сначала находят лимитирующий по скорости резания инструмент. Предположительно лимитирующими инструментами в многоинструментных наладках являются инструменты, обрабатывающие участки наибольшего диа­метра и наибольшей длины. Для нескольких предположительно лими­тирующих инструментов находят коэффициент времени резания К, который равен отношению пути подачи / данного инструмента ко все­му пути подачи L инструментального блока.

Далее определяют условно экономические стойкости предположи­тельно лимитирующих инструментов по формуле

где Т_м - условно экономическая стойкость инструментов данной на­ладки при условии их равномерной загрузки, мин.

Величина Т_м берется по нормативным таблицам. Она учитывает количество инструментов в наладке, тип, размер и материал инстру­мента, а также материал обрабатываемой заготовки.

По величинам стойкости Т для выделенных предположительно ли­митирующих инструментов находят по нормативам для данных усло­вий обработки соответствующие скорости резания v. Фактически ли­митирующим инструментом принимают тот, у которого найденная скорость резания оказалась наименьшей. По этой скорости рассчи­тывают скорость вращения шпинделя п в об/мин, которое корректирует по паспортным данным станка. По найденным режимам определя­ют суммарный момент резания и суммарную мощность резания, кото­рые сравнивают с паспортными данными станка при установленной скорости вращения шпинделя. При необходимости эти величины кор­ректируют по паспорту станка, соответственно изменив рассчи­танные значения подачи и скорости резания.

Для 4-го случая сначала для каждого инструмента наладки назна­чают глубину резания, а затем по нормативам — подачу на один обо­рот шпинделя. s_об Аналогично предыдущему случаю выявляют ли­митирующие по скорости резания инструменты и по ним определяют условно экономическую стойкость Т фактически лимитирующего инструмента. По величине Т для различных инструментов наладки на­ходят по нормативам скорости резания v. Для отдельных инструментов (развертки) скорость резания определяют не по стойкости, а в зависи­мости от требований к точности и шероховатости обработки. Далее рассчитывают скорости вращения инструментальных шпинделей в об/мин по формуле , где d. — диаметр инструмента, мм.

Значения минутных подач инструментов находят по формуле

s_м=s_обn

Минутную подачу многошпиндельной головки принимают по на­именьшей величине 5_М. Корректируют значения n для различных шпин­делей в соответствии с принятой величиной 5_М по формуле

В соответствии с найденными значениями n устанавливают дейст­вительные скорости резания в м/мин

Зная установленные режимы резания, можно найти суммарную осевую силу, суммарный момент и суммарную мощность. По этим вели­чинам окончательно корректируют режимы резания в соответствии с паспортом станка.

Режимы резания для 5-го случая устанавливают в той же последо­вательности. Сначала для отдельных инструментов назначают глуби­ну резания, а затем подачу. Для каждого инструментального блока (суппорта) выбирают лимитирующую подачу и по наибольшему пути резания — лимитирующие инструменты. По лимитирующему инстру­менту для всех блоков устанавливают скорость резания. Величины подач и скорость резания согласовывают с паспортными данными станка.

Нормы времени на операции механической обработки определяют по методике, изложенной в гл. I. Составляющие штучного времени рассчитывают, используя соответствующие нормативы. Основное технологическое время нормируют по переходам обработки. При по­следовательном выполнении переходов основное время на операцию суммируют по переходам. При параллельном выполнении переходов основное время на операцию берут по наиболее длительному переходу обработки. Вспомогательное время нормируется по нормативам по элементам. Нормируются элементы, не перекрываемые основным вре­менем. Остальные составляющие штучного времени определяют в про­центном соотношении к основному и вспомогательному времени для данных конкретных условий обработки. Зная содержание и характер выполняемых операций, по тарифно-квалификационным справочни­кам устанавливают необходимые разряды рабочих.

Документация, фиксирующая технологические разработки. По единой системе технологической документации (Е.С.Т.Д) — ГОСТ 3.1102—70 предусмотрены следующие виды технологической доку­ментации.

Маршрутные карты — документ, содержащий опи­сание технологического процесса изготовления изделия по всем опе­рациям и технологической последовательности, с указанием соответ­ствующих данных по оборудованию, оснастке, материальным, трудо­вым и другим нормативам. Маршрутные карты применяют в единич­ном и серийном производствах.

Операционные карты — документ, содержащий опи­сание операций технологического процесса изготовления изделий с расчленением операций по переходам и с указанием режимов работы, расчетов норм и трудовых нормативов. Применяются в серийном и массовом производствах. Комплект этих карт на деталь по всем опе­рациям дополняют маршрутной картой.

При проектировании операций обработки на станках с програм­мным управлением составляют расчетно-технологическую карту, содержащую необходимые данные по траектории движения инструмента и элементам работы. На основе этой карты ве­дется подготовка управляющей программы станка.

Карты эскизов и схем — документ, содержащий графические иллюстрации технологического процесса изготовления и отдельных его элементов. Применительно к механической обработ­ке эти карты даются в виде эскизов наладок, в которых приводятся схемы установки заготовок, указываются выполняемые размеры с до­пусками, а также классы чистоты обрабатываемых поверхностей.

Спецификация технологических докумен­тов — перечень всех технологических документов, выпущенных на изделие.

Технологические инструкции — документ, со­держащий описание специальных приемов работы или описание методов контроля технологических процессов, правила пользования оборудованием и приборами и пр. К этим документам, в частности, относится карта раскроя материала для холодноштампованных дета­лей, в которой фиксируется расположение деталей на полосе при их вырезке.

Материальные ведомости — документ, содержа­щий предварительные данные для подготовки производства.

Ведомость оснастки — документ, содержащий пере­чень специальных и стандартных приспособлений и инструментов, необходимых для оснащения технологического процесса.

К прочей технологической документации относятся также чертеж заготовки с техническими условиями на ее приемку. В технологи­ческой документации необходимо четко и ясно излагать содержание и условия выполнения предписываемой обработки. Точное выполне­ние всех указаний технологической дисциплины на производстве и выпуска качественных изделий.

Критерии для оценки технологических процессов. На одну и ту же деталь может быть разработано несколько вариантов технологи­ческого процесса, обеспечивающих выполнение заданных технических условий. Для сопоставления этих вариантов используют крите­рии (показатели), которые можно разделить на абсолютные и относи­тельные (безразмерные).

К абсолютным относятся следующие критерии.

1. Суммарное основное время по всем п операциям обработки

Этот критерий прост, но не дает полной оценки сравниваемых ва­риантов.

2. Трудоемкость обработки детали (сумма штучного времени по всем операциям процесса) .,

Оценка технологических вариантов на основе этого критерия да­ет возможность выбрать наиболее производительный процесс.

3. Себестоимость (цеховая) обработки детали по всем операциям технологического процесса

где Z — основная заработная плата производственных рабочих; L — сумма всех остальных цеховых расходов.

где L-основная заработная плата производственных рабочих; z- сумма всех остальных цеховых расходов.

Здесь 1.14 – коэффициент, учитывающий расходы по соцстраху; l-минутная ставка станочника.

4.Себестоимость детали

где М- себестоимость заготовки.

Более точный расчет величин С_об и С получается выделением из 2 расходов на амортизацию оборудования, эксплуатацию и амортиза­цию инструментов и приспособлений. В автоматизированном произ­водстве следует также выделять расходы на энергию и зарплату налад­чиков оборудования. Расходы на амортизацию технологического обо­рудования по всему процессу обработки в массовом производстве

Расходы на режущий инструмент

Расходы, связанные с использованием специальных приспособлений,

Для оценки технологических вариантов используют относительные критерии

1.Коэффициент основного времени представляет собой отношение основного времени к штучному

Этот коэффициент используют для оценки построения станочных операций. Чем выше его величина, тем производительнее используется станок. Он может быть применен и для оценки всего процесса в комплексе. В этом случае

Где Т₀-суммарное основное время по всем операциям обработки, а Т- сумма штучных времен по всем операциям.

2. Коэффициент использования материала, определяющий отноше­ние веса готовой детали к весу заготовки

В массовом производстве этот коэффициент достигает значения 0,85; в серийном 0,7, а в единичном (включая тяжелое машинострое­ние) его значение часто понижается до 0,5 — 0,6. Для повышения коэф­фициента γ₁ необходимо приближать форму заготовки к конфигурации готовой детали, повышать точность ее изготовления и улучшать ка­чество ее поверхностей.

Степень использования материала в заготовительных цехах ха­рактеризуется коэффициентом γ₂, представляющим собой отношение веса заготовки, поступающей на механическую обработку, к весу исходного материала, затрачиваемого на изготовление этой заготов­ки. Значение этого коэффициента также меньше единицы (для отливок и штамповок он составляет в среднем 0,75). Увеличение γ₂ дости­гается уменьшением отходов металла (облоя у штамповок, литников и прибылей у отливок), а также переходом к более прогрессивным ме­тодам получения заготовок (безоблойная штамповка, высадка, прессо­вание, поперечно-винтовая прокатка). Общий коэффициент использо­вания материала γ = γ₁γ₂ комплексно характеризует весь техноло­гический процесс изготовления детали.

3. Коэффициент загрузки оборудования, характеризующий отно­шение расчетного количества станков к фактически принятому,

Значение этого коэффициента также стремятся приблизить к еди­нице. В массовом производстве он составляет 0,85 - 0,9; в серийном 0,6 - 0,7. Этот коэффициент может быть применен как для оценки отдельных операций, так и для всего процесса в целом.

Относительные критерии используют в дополнение к абсолютным. Самостоятельного значения для оценки технологических вариантов они не имеют.

Если сопоставляемые технологические процессы однородны по своей структуре, то их сравнение и оценку можно производить по опе­рациям, имеющим различное построение. В этом случае можно в ка­честве критерия оценки использовать величины: t₀, t_ш, С₀, η₀ и η₃.