Введение
1.Машина как объект производства
2 Производственный процесс и его структура
3 Технологический процесс и его структура
4 Типы производства и их характеристика
Заключение
Список использованных источников

Введение

В основе производственного процесса лежит технологический процесс. Он включает в себя все операции обработки, связанные непосредственно с изменением формы, размеров и свойств изготовляемого изделия, выполняемые а определенной последовательности. Различают такие технологические процессы: обработка давлением, механическая обработка, термическая обработка, сборка и многие другие. На заводе технологические процессы и технологическую документацию разрабатывает отдел главного технолога. Правильно разработанные технологические процессы обеспечивают выполнение всех операций по изготовлению промышленной продукции с минимальными затратами материалов, труда и энергии.

Виды производств. Для этого типа производства характерно применение универсального оборудования, на котором обрабатываются разнообразные по форме и величине детали, универсальные приспособления и измерительный инструмент, значительное количество ручных работ, использование высококвалифицированных рабочих. Себестоимость деталей на таких заводах значительно выше, чем на заводах с иным характером производства, а производительность труда намного ниже. Типичными представителями такого типа производства являются заводы тяжелого машиностроения, турбинные, судостроительные, химического машиностроения и др. Кроме того, на современных машиностроительных заводах с массовым и серийным характером производства имеются экспериментальные цеха, где создаются новые образцы машин в одном или нескольких экземплярах, что характерно для индивидуального производства.

Серийное производство характеризуется выпуском определенных партий (серий) одинаковых изделий, которые повторяются через определенные промежутки времени, применением высокопроизводительного специального оборудования, приспособлений, оснастки и инструмента. В зависимости от размера партии (серии) выпускаемых изделий различают три типа серийного производства: крупносерийное, которое по своему характеру приближается к массовому, среднесерийное и мелкосерийное. Типичными представителями заводов серийного производства являются тепловозостроительные, станкостроительные и др. Массовое производство характеризуется выпуском большого количества одинаковых изделий (машин) на протяжении длительного времени, узкой специализацией рабочих мест, применением высокопроизводительного специального оборудования (автоматических линий, станков-автоматов и полуавтоматов, агрегатных станков), а также специальных оснастки, приспособлений и инструментов, широкой взаимозаменяемостью деталей.

К заводам этого типа относятся автомобиле- и тракторостроительные, завод поршней и др. Принципы поточного производства. В машиностроении различают две формы организации производства: поточное и непоточное. Характерной особенностью поточного производства является закрепление за рабочими местами выполнения определенных операций, расположение рабочих мест в технологической последовательности выполнения операций обработки. При этом до минимума сокращается время на передачу детали с одного рабочего места к другому. Поточная форма организации производства свойственна заводам серийного и массового производства. Пели за рабочими местами операции не закреплены и оборудование установлено независимо от технологической последовательности обработки, то это является характерными чертами непоточного производства.

Элементы технологического процесса

Всякий технологический процесс состоит из отдельных элементов. Такими элементами являются: операция, установка, позиция, переход, проход, рабочий прием. Под технологической операцией понимают часть технологического процесса обработки заготовки, выполняемую на одном рабочем месте (станке) одним инструментом (резцом, напильником и т. п.) одним или несколькими рабочими. В зависимости от объема выполняемой работы операции могут быть простыми и сложными. Сложную операцию можно разбить на отдельные составные части, называемые установками.

Таким образом, установка - это часть операции, которая выполняется на станке (рабочем месте) при неизменном креплении заготовки. Позиция представляет собой часть операции, которая выполняется при одном неизменном положении заготовки относительно инструмента (не считая перемещении, связанных с рабочими движениями заготовки или инструмента). Часть операции по обработке одной или одновременно нескольких поверхностей заготовки, которая выполняется при неизменных режиме станка и инструменте (или нескольких инструментах), называется переходом. Проходом называется часть перехода, при котором снимается один слой металла или другого материала. Рабочим приемом называется законченное действие рабочего при выполнении операции (закрепление или снятие заготовки, режущего инструмента и т. п.).

Многопозиционная обработка. Высокой производительности труда на машиностроительных заводах при механической обработке достигают благодаря широкому внедрению прогрессивных технологических процессов, применения специального высокопроизводительного оборудования, приспособлений и инструмента. В зависимости от тина производства и имеющегося оборудования обработку деталей можно выполнять двумя различными методами: на небольшом количестве различных станков и на сравнительно большом количестве станков, каждый из которых выполняет только одну определенную операцию. Обработка деталей по первому методу получила название метода концентрированных (укрупненных) операций, а по второму - метода дифференцированных (расчлененных) операций.

Отличительной чертой метода укрупненной обработки является объединение нескольких переходов в одной более сложной операции. Например, сокращение количества перестановок деталей на станке и выполнение заданной обработки за одну установку, одновременное сверление нескольких отверстий в различных плоскостях и т. п. Высшей степенью развития метода укрупнения операции является многопозиционная обработка деталей на автоматических поточных линиях и на агрегатных станках, что является характерным для массового и крупносерийного производства.

Однако метод укрупнения операций успешно применяется и в условиях единичного и мелкосерийного производства: при обработке тяжелых и крупных деталей, при наличии зажимных приспособлений, которые требуют при закреплении деталей больших физических усилий рабочего, при установке сложных заготовок, для правильности выверки которых требуется затрата большого количества времени и т. п. При этом требуется более высокая квалификация рабочих и предъявляются более высокие требования к рабочему месту. Совмещению нескольких операций на одном станке способствует применение многоместных приспособлений, много шпиндельных головок, комбинированных инструментов (комбинированных сверл, зенкеров и т. п.).

1.Машина как объект производства

Машиностроение является одной из ведущих отраслей народного хозяйства. Объектами производства машиностроительной промышленности являются различные виды машин. Понятие о «машине» формировалось на протяжении многих столетий по мере развития науки и техники. С давних времен под машиной понимали устройство, предназначенное для действия в нем сил природы сообразно потребностям человека. В настоящее время понятие «машина» расширилось и трактуется с разных позиций и в различном смысле. Например, с точки зрения механики машина ­ это механизм или сочетание механизмов, выполняющих целесообразные движения для преобразования энергии, материалов или производства работ.

Появление электронно-вычислительных машин, стихийно причисленных к классу машин, вынудило рассматривать машину как устройство, выполняющее определенные целесообразные механические движения для преобразования энергии, материалов, производства работ или же для сбора, передачи, хранения, обработки и использования информации. Все машины и различные механические устройства создавались с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. С точки зрения технологии машиностроения машина может быть либо объектом, либо средством производства. Поэтому для технологии машиностроения понятие «машина» можно определить как систему, созданную трудом человека для качественного преобразования исходного продукта в полезную для человека продукцию. Процесс преобразования может вестись механическим, физическим, химическим путем как каждым в отдельности, так и в сочетаниях. В зависимости от области использования и функционального назначения различают энергетические, производственные и информационные машины.

В энергетических машинах один вид энергии превращается в другой. Такие машины обычно называют двигателями. Гидравлические турбины, двигатель внутреннего сгорания, паровые и газовые турбины относят к так называемым тепловым двигателям. Электрические двигатели постоянного и переменного тока составляют группу электрических машин. Число типов производственных машин достаточно велико. Это объясняется разнообразием производственных процессов, выполняемых этими машинами. Различают строительные, грузоподъемные, землеройные, транспортные и другие машины. Самую большую группу составляют технологические или рабочие машины. К ним можно отнести, например, металлорежущие станки, текстильные и бумагоделательные машины, полиграфическое оборудование и др. Для технологических машин характерны периодически повторяющиеся перемещения их рабочих органов, которые непосредственно выполняют производственные операции. К рабочим органам машины необходимо непрерывно подводить механическую энергию. При этом двигатель (чаще всего электрический) и рабочие органы машины соединяются с помощью специальных устройств, называемых механизмами. Механизмы являются составной частью как энергетических, так и производственных машин.

В современных энергетических машинах используют простые виды движений (вращательные, возвратно-поступательные), поэтому в них применяется небольшое число типов механизмов. Наоборот, число типов механизмов, используемых в современных производственных машинах, достаточно велико. Это объясняется большим разнообразием типов движений их рабочих органов. Машина-двигатель, передаточный механизм и исполнительная машина, спроектированные как одно целое и установленные на общей раме или фундаменте, представляют собой машинный агрегат. Огромное значение для развития всех отраслей современного производства имеет все более широкое внедрение методов автоматического контроля производственных процессов. Устройства, используемые для этой цели, называют приборами. Отдельной группой устройств, изменяющих состояние предмета труда без непосредственного участия рабочего, являются аппараты.

В аппаратах происходят различные химические, тепловые, электрические и другие процессы, необходимые для обработки или изменения свойств обрабатываемых деталей. Рабочие устройства аппаратов, как правило, неподвижны. Иногда аппараты включают устройства для транспортирования обрабатываемых объектов (транспортеры термических печей, различные загрузочные и дозирующие устройства и др.). Группу информационных машин составляют вычислительные, измерительные, контрольно-управляющие и др. Энергетические и информационные машины изучаются в специальных курсах соответствующих специальностей. Машины, механизмы, отдельные узлы и детали в процессе производства их на машиностроительном предприятии являются изделиями. Изделием в машиностроении называют любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на данном предприятии.

Изделием может быть машина, ее элементы в сборе и отдельные детали, если они являются продуктом конечной стадии данного производства. Например, для автомобильного завода изделием является автомобиль, для завода редукторов – редуктор, для завода поршней – поршень и т.п. Изделия могут быть неспецифицированными (не имеющими составных частей) и специфицированными (состоящими из двух и более частей). Деталь ­ это изделие, изготавливаемое из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Характерным признаком детали является отсутствие в ней разъемных и неразъемных соединений. Деталь представляет собой комплекс взаимосвязанных поверхностей, выполняющих различные функции при эксплуатации машины. Детали машин различного функционального назначения отличаются формой, размерами, материалом и др. Вместе с тем независимо от функционального назначения детали машин имеют общее свойство производственного характера ­ они являются продуктом производства, формирующего их из исходных заготовок и материалов.

Кроме отдельных машин и их частей объектами производства машиностроительных предприятий могут быть комплексы и комплекты изделий. Комплексом называют два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций, например: бурильная установка, автоматическая линия, цех-автомат и т.п. Комплект ­ это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например: комплект запасных частей, комплект инструмента и принадлежностей, комплект измерительной аппаратуры и т.п. Группу составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части, называют сборочным комплектом. Изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, которое выпускается предприятием-изготовителем, называют комплектующим изделием. Для моторного завода комплектующими изделиями могут быть, например, стартеры, генераторы, прерыватели-распределители и др. Одной из важнейших характеристик выпускаемой продукции является ее качество. При этом в соответствии с ГОСТ 15467­79 под качеством промышленной продукции понимается совокупность свойств, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество продукции фиксируется на определенный период времени с помощью различных нормативных документов, главным образом стандартов, и изменяется при появлении более прогрессивных технологий. Качество продукции относится к числу важнейших показателей производственно-хозяйственной деятельности промышленного предприятия. Именно качество продукции обусловливает финансовую и экономическую устойчивость предприятия, темпы научно-технического прогресса, экономию материальных и трудовых ресурсов. Во всех странах мира выпуск продукции высокого качества рассматривается как одно из важнейших условий развития национальной экономики. Снижение качества приводит к уменьшению объема продаж, прибыли и рентабельности, к снижению экспорта и другим нежелательным последствиям.

2. Производственный процесс и его структура

Промышленное производство является наиболее крупной и ведущей областью сферы материального производства. Оно представляет собой систему взаимосвязанных отраслей, занятых добычей и переработкой промышленного и сельскохозяйственного сырья в готовую продукцию, необходимую для общественного производства и личного потребления. Машиностроительное производство основано на преимущественном применении при выпуске продукции методов технологии машиностроения. Основной продукцией машиностроения являются металлорежущие станки, автомобили, тракторы, сельскохозяйственные машины, оборонная продукция, оборудование для энергетики, строительная техника и другие виды машин и механизмов. Машиностроительное производство в целом представляет собой множество организационно и экономически самостоятельных производственных единиц, называемых предприятиями машиностроения. Машиностроительное предприятие является сложноорганизованной, целенаправленной системой, объединяющей людей и орудия производства для обеспечения выпуска изделий.

Процесс изготовления машин и механизмов на машиностроительном предприятии состоит из комплекса работ, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовое изделие. Отдельные виды исходных материалов, деталей и узлов (подшипники, электродвигатели, гидроавтоматика, резинотехнические изделия и др.) машиностроительный завод может получать в качестве комплектующих изделий от других промышленных предприятий. Совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта изделий на данном предприятии, называют производственным процессом. Производственный процесс современных машиностроительных предприятий представляет собой единый взаимосвязанный комплекс работ, охватывающих подготовку средств производства и организацию обслуживания рабочих мест, процессы получения исходных заготовок и готовых деталей, процессы сборки, испытания, технического контроля, хранения, транспортировки, упаковки и сбыта готовой продукции, а также другие виды работ, связанные с выпуском продукции. В зависимости от значения и роли в изготовлении продукции различают основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы. Основной процесс обеспечивает производство товарной продукции. Он непосредственно связан с изготовлением деталей и сборкой из них машин и механизмов. В ходе основных производственных процессов сырье и материалы превращаются в готовую продукцию заданного качества. К основному производству относятся, например, обработка заготовок на металлорежущих станках, химическая и химико-термическая обработка, ковка, штамповка, сварка, сборка и др.

Вспомогательные процессы обеспечивают стабильную и ритмичную работу основного процесса и заняты изготовлением продукции и оказанием услуг, необходимых основному производству. К этим работам относят, например, изготовление металлорежущих инструментов и технологической оснастки, наладка и ремонт оборудования, изготовление контрольно-измерительных инструментов, заточка инструмента, обеспечение предприятия электрической и тепловой энергией, сжатым воздухом, углекислым газом, кислородом, ацетиленом и другие виды работ. Изделия основного производства предназначены для реализации по договорам и на свободном рынке, а изделия вспомогательного производства используются только внутри предприятия-изготовителя. Обслуживающие процессы должны обеспечивать бесперебойную и ритмичную работу всех подразделений предприятия. К ним относятся меж­ и внутрицеховой транспорт, погрузочно-разгрузочные работы, складирование и хранение сырья, материалов, комплектующих изделий, уборка цехов и территории предприятия. Сюда можно отнести также заводские лаборатории, лечебные учреждения, столовые и др.

В зависимости от технической оснащенности, т.е. в зависимости от участия рабочего производственные процессы подразделяются на ручные, ручные механизированные, машинно-ручные, машинные, автоматизированные и аппаратурные. В случае ручных процессов воздействие на предмет труда осуществляется рабочим с помощью каких-либо инструментов, но без применения любых источников энергии. Это, например, заворачивание гайки ключом, сверление отверстия ручной дрелью.

Ручные механизированные процессы характеризуются тем, что технологические операции выполняются рабочим с помощью ручных механизированных орудий труда, т.е, с использованием каких-либо источников энергии, например, сверление отверстий электродрелью, зачистка литья переносным наждачным кругом и т.п. К машинно-ручным относятся процессы, когда воздействие на предмет труда производится с помощью машины или механизма, но при обязательном участии рабочего, например, сверление отверстия на сверлильном станке с ручной подачей.

Машинные процессы осуществляются на машинах, станках и других видах технологического оборудования без непосредственного участия рабочего, а роль рабочего при этом заключается в обеспечении машины материалом, снятии готовой продукции, пуске и остановке оборудования и пр.

Автоматизированные производственные процессы выполняются на станках-автоматах, автоматизированных поточных линиях и других видах автоматизированного оборудования, а роль рабочего в этом случае сводится к контролю за ходом процесса и выполнению пуско-наладочных работ. Аппаратурные процессы имеют место тогда, когда воздействие на предмет труда происходит каким-либо видом энергии ­ тепловой, химической, электрической. К этим видам процессов можно отнести, например, металлургические процессы, термическую и химико-термическую обработку, приготовление пара, сушку, различные химические процессы. Рабочие в этом случае наблюдают за работой аппаратов и при необходимости вмешиваются в ход протекающих в них процессов. В зависимости от стадии изготовления, т.е. от места в процессе изготовления изделия, различают заготовительные, обрабатывающие и сборочные производственные процессы. Заготовительные процессы превращают сырье и материалы в исходные заготовки, по форме и размерам приближающиеся к готовым деталям.

В машиностроении это, например, литейные, кузнечно-штамповочные цехи, цехи по первичной обработке проката. Обрабатывающими являются процессы, в ходе которых заготовки превращаются в готовые детали, форма, размеры и свойства которых заданы конструктором на чертеже. К этой фазе относятся обработка заготовок на металлорежущих станках, термическая и химико-термическая обработка, гальванические, окрасочные и другие работы. Сборка узлов, агрегатов и отдельных деталей в готовые изделия производится в отдельных цехах или на отдельных участках цехов. Кроме того, в производственном процессе предусматриваются контроль качества, регулирование и испытание изготовленной продукции, т.е. проверка тех параметров, которые и определяют ее качество, назначение и применение.

Производственную деятельность завода осуществляют входящие в его состав цехи, участки, различные службы и подразделения, в которых изготовляется, проходит контрольные проверки и испытания основная продукция, комплектующие изделия, материалы и полуфабрикаты, запасные части для обслуживания изделий и ремонта их в процессе эксплуатации. Цех является основной производственной единицей машиностроительного предприятия. При этом по ГОСТ 14.004­83 под цехом понимают совокупность производственных участков. Цех характеризуется выполнением работ технологически однородного вида, наличием определенного типажа технологического оборудования и определенных видов профессий рабочих. Например, в механических цехах производят обработку деталей машин резанием на металлорежущих станках, профессии рабочих ­ токари, фрезеровщики, сверловщики, расточники и др.

Цех является обособленным в административном отношении звеном, выполняющим определенную часть общего производственного процесса изготовления продукции. Цехи осуществляют свою деятельность на принципах хозяйственного расчета. Производственный участок ­ это группа рабочих мест, организованных по предметному, технологическому или предметно-технологическому принципам. В зависимости от выполняемых функций и роли в изготовлении продукции цехи, как правило, подразделяются на производственные, вспомогательные и обслуживающие. Кроме того, почти на каждом машиностроительном предприятии имеются подразделения, занимающиеся повышением производственной квалификации рабочих, инженерно-технических работников, специалистов. Состав цехов и служб предприятия с указанием связей между ними называют его производственной структурой.

Особую роль в производственной структуре предприятия играют конструкторские бюро, научно-исследовательские и испытательные станции, В них разрабатываются конструкции новых изделий, новые технологические процессы, проводятся экспериментальные исследования и опытно-конструкторские работы, проводится доработка конструкции изделия и т.п. Производственная структура цеха определяется главным образом конструктивными и технологическими особенностями продукции цеха, объемом выпуска продукции, формой специализации цеха и его кооперированием с другими цехами. Основными элементами производственной структуры цеха являются участки и линии, обеспечивающие изготовление деталей и сборку узлов и изделий, составляющих производственную программу цеха и завода. Кроме основных производственных участков и линий в состав цехов входят также вспомогательные отделения и службы, обеспечивающие функционирование производственных участков. Это, например, отделения и участки по восстановлению режущего инструмента, его ремонта, цеховая ремонтная база по техническому обслуживанию и ремонту оборудования, сбора и переработки стружки, контрольные и испытательные отделения и др. Основные производственные участки могут создаваться по принципу технологической и предметной специализации.

На участках, организованных по принципу технологической специализации, выполняют технологические операции определенного вида. Например, в механическом цехе могут быть организованы токарный, фрезерный, шлифовальный, слесарный и другие участки, в сборочном ­ участки узловой и окончательной сборки изделий, испытаний их частей и систем, контрольно-испытательные станции и др. На участках, организованных по принципу предметной специализации, осуществляют не отдельные виды операций, а технологические процессы в целом, вследствие чего получают законченную продукцию для данного участка. Например, выделяют участок по обработке корпусных деталей, валов, зубчатых и червячных колес, метизов и т.п. В некоторых случаях за цехом или участком закрепляют технологический процесс изготовления отдельного изделия или какой-либо ограниченной номенклатуры изделий, например, цехи редукторов, муфт, коробок передач и т.п. В этом случае детали и узлы распределяют по отдельным цехам или участкам цехов в зависимости от их массы, сложности, функционального назначения или других признаков. Установка и расположение оборудования на таких участках осуществляется по ходу технологического процесса изготовления определенных деталей или готовых изделий.

Машиностроительные предприятия в зависимости от степени их технологической специализации подразделяются на два вида.

1. Предприятия, полностью охватывающие все стадии процесса изготовления изделия. В состав такого предприятия входят основные предприятия по всем стадиям производственного процесса, начиная от заготовительных до сборочных включительно.

2. Предприятия, не полностью охватывающие все стадии изготовления изделия. В производственной структуре такого предприятия отсутствуют некоторые цехи, относящиеся к той или иной стадии основного производственного процесса. Такое предприятие может иметь только основные заготовительные цехи, выпускающие отливки, поковки или штамповки, поставляемые в порядке кооперации другим машиностроительным предприятиям; или же только сборочные цехи, выполняющие сборку изделий из деталей, узлов, поставляемых в порядке кооперации другими предприятиями; или только механообрабатывающие цехи, которые из заготовок, получаемых от других предприятий, изготовляют детали или узлы и передают их для окончательной сборки и испытания другим машиностроительным предприятиям.

Предприятия с неполной производственной структурой имеют обычно более высокой уровень технологической специализации, чем предприятия с полной производственной структурой. Рационально организованный технологический процесс изготовления изделия должен обеспечивать заданное качество продукции и производительность труда, а также ритмичность работы, стабильность качества во времени и выпуск продукции в требуемом объеме. При решении вопросов развития производства, его технического перевооружения и реконструкции особенно важно правильно определить наиболее перспективные объекты производства, потребность рынка в этих объектах как в ближайшее время, так и на длительную перспективу. Вся научно-техническая, производственная и сбытовая деятельность предприятия должна быть направлена на выпуск конкурентоспособных и пользующихся спросом изделий, в том числе и на мировом рынке.

3. Технологический процесс и его структура

Важнейшим элементом производственного процесса является технологический процесс. Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и последующему определению состояния предмета труда. Под изменением состояния предмета труда понимают изменение его физических, механических, химических свойств, геометрических размеров, внешнего вида. В зависимости от содержания различают технологические процессы получения заготовок, изготовления деталей, сборки отдельных узлов и машины в целом, окраски машины и др. Последующее определение состояния предмета труда означает последовательный контроль производственного «изменения» предмета производства.

По последовательности выполнения различают технологические процессы изготовления исходных заготовок, их обработки и сборки изделий. В технологическом процессе изготовления заготовок происходит превращение материала в исходные заготовки деталей машин путем литья, обработки давлением, резки сортового проката, а также комбинированными методами. В результате технологического процесса обработки в определенной последовательности происходит непосредственное изменение состояния обрабатываемой заготовки, т.е. изменение ее размеров, формы или физико-механических свойств. При этом под обработкой понимают действие, направленное на изменение свойств предмета труда при выполнении технологического процесса.

К отдельным видам обработки можно отнести, например, обработку резанием, обработку давлением, термическую обработку, поверхностное упрочнение деталей и др. Совокупность значений параметров технологического процесса в определенном интервале времени называется технологическим режимом. При обработке резанием, например, параметрами технологического режима являются скорость резания, глубина резания и подача; при термической обработке ­ скорость нагрева, температура нагрева, длительность выдержки и скорость последующего охлаждения. Технологический процесс может осуществляться при наличии соответствующих орудий производства, называемых средствами технологического оснащения. При этом к технологическому оснащению относят технологическое оборудование и технологическую оснастку.

Технологическим оборудованием называют средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка. К технологическому оборудованию можно отнести, например, литейные машины, металлорежущие станки, нагревательные печи, гальванические ванны, ковочные молоты, испытательные стенды и т.д. Технологической оснасткой называют средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса. К технологической оснастке относят режущий инструмент, штампы, приспособления, измерительные средства, модели, литейные формы и др.

Степень прогрессивности технологического процесса можно оценить качественными и количественными показателями. Качественный показатель прогрессивности технологического процесса характеризует его основную идею, технический метод реализации этой идеи, а также степень приближения реального технологического процесса к такой его модели, которая может быть разработана с учетом последних достижений науки и техники. С количественной стороны прогрессивность технологического процесса можно оценить системой показателей, основными из которых по ГОСТ 27782­88 являются коэффициент использования материала, расходный коэффициент, коэффициент раскроя материала. Коэффициент использования материала характеризует степень полезного расхода материала на производство изделия. Расходный коэффициент ­ это показатель, обратный коэффициенту использования материала. Коэффициент раскроя материала характеризует степень использования массы (площади, длины, объема) исходного материала при раскрое по отношению к массе (площади, длине, объему) всех видов полученных заготовок или деталей. Максимально допустимое плановое количество материала на изготовление изделия при установленном качестве и условиях производства составляет норму расхода материала на изделие.

В составе нормы расхода следует учитывать массу изделия (полезный расход материала), технологические отходы и потери материала. Отходы могут быть использованы в качестве исходного материала для производства других изделий или реализованы в качестве вторичного сырья. Потери материала характеризуют количество безвозвратно теряемого материала в процессе изготовления изделия. Массу технологических отходов и потерь материала регламентируют в технологической документации.

Ранее отмечалось, что производство машин на машиностроительных предприятиях осуществляется в результате выполнения комплекса взаимосвязанных технологических процессов, являющихся частями общего производственного процесса предприятия. Для выполнения технологического процесса создается рабочее место, представляющее собой участок производственной площади цеха, оборудованный в соответствии с выполняемой на нем работой. Рабочее место является элементарной единицей структуры предприятия, где размещены исполнители работы, обслуживаемое технологическое оборудование, часть конвейера, устройства для хранения заготовок и изделий, изготовленных на данном рабочем месте, а на ограниченное время ­ технологическая оснастка и предметы труда. Т

ехнологический процесс обычно расчленяется на части, называемые операциями. Технологической операцией называют законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте. Операция охватывает все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми или собираемыми объектами производства. Так при обработке на станках операция включает все действия рабочего по управлению станком, а также автоматические движения станка, связанные с процессом обработки заготовки до момента снятия ее со станка и перехода к обработке другой заготовки. Число операций в технологическом процессе зависит от сложности конструкции детали или собираемого изделия и может изменяться в достаточно широких пределах.

К отдельным операциям обработки можно отнести, например, сверление, точение, фрезерование, развертывание, нарезание резьбы метчиком и др. Как видно, операция характеризуется неизменностью рабочего места, технологического оборудования, предмета труда и исполнителя. При изменении одного из этих условий имеет место новая операция. Однако изменение рабочего места не всегда является критерием законченности операции. Например, обработка на двух сверлильных станках-дублерах, где необходимо постоянное присутствие по одному рабочему возле каждого станка, означает наличие двух рабочих мест, но выполнение одной и той же операции, если на этих станках выполняется одна и та же обработка с одинаковой наладкой оборудования. В случае если черновая обработка детали, например, выполняется одним рабочим на одном станке, а чистовая – другим рабочим на другом станке, то здесь выполняется две операции. Если же и черновая и чистовая обработка выполняется на одном станке, то это будет одна операция. Точение вала, выполняемое последовательно сначала на одном конце, а затем после переустановки его в центрах ­ на другом, является одной операцией.

Следует заметить, что переход к обработке другой заготовки не означает начало новой операции. Заготовка может быть из одной партии с предыдущей. В этом случае операция одна и та же, но повторяется столько раз, сколько заготовок в партии. Поэтому основным критерием другой операции является переналадка станка, т.е. законченность процесса обработки. Необходимость деления технологического процесса на операции обусловлена в основном двумя факторами. Обычно обработать заготовку со всех сторон на одном рабочем месте невозможно. Кроме того, при построении технологического процесса по принципу дифференциации возникает необходимость разделения предварительной и окончательной механической обработки заготовки, поскольку между ними должна быть проведена термическая обработка. С другой стороны по экономическим соображениям нецелесообразно, например, создавать специальный и дорогостоящий станок, позволяющий совмещать на одном рабочем месте проведение многих способов механической обработки. В крупносерийном и массовом производстве при сборке большого числа одинаковых изделий расчленение сборочного процесса на отдельные операции и закрепление каждой из них за отдельным рабочим местом обусловливают узкую специализацию рабочих в выполнении операций, что обеспечивает более высокую производительность труда и позволяет использовать рабочих сравнительно невысокой квалификации.

Содержание операции определяется многими факторами и, прежде всего, факторами организационного и экономического характера. Диапазон работ, входящих в состав операции, может быть достаточно широк. Операцию может составлять обработка всего лишь одной поверхности на отдельном станке. Например, фрезерование шпоночной канавки на вертикально-фрезерном станке. Изготовление сложной корпусной детали на автоматической линии, состоящей из нескольких десятков станков и имеющей единую систему управления, является также операцией. Технологическая операция является основным элементом производственного планирования и учета. По операциям определяют трудоемкость процесса, необходимое оборудование, инструмент, приспособления, квалификацию рабочих. На каждую операцию составляется вся плановая, учетная и технологическая документация.

Операции, входящие в состав технологического процесса, выполняют в определенной последовательности. Содержание, состав и последовательность выполнения операций определяют структуру технологического процесса. Последовательность прохождения заготовки, детали или сборочной единицы по цехам и производственным участкам предприятия при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта называют технологическим маршрутом. Структура операции предполагает расчленение ее на составные элементы ­ установы, позиции и переходы. Для обработки заготовки ее необходимо установить и закрепить в приспособлении, на столе станка или другом виде оборудования. При сборке то же самое следует проделать с деталью, к которой должны быть присоединены другие детали. Установ ­ часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. При каждом повторном снятии заготовки и последующем ее закреплении на станке или же при повороте заготовки на какой-либо угол для обработки новой поверхности имеет место новый установ.

В зависимости от конструктивных особенностей изделия и содержания операции она может быть выполнена либо с одного, либо с нескольких установов. В технологической документации установы обозначаются буквами А, Б, В и т.д. Например, при обработке вала на фрезерно-центровальном станке фрезерование торцов вала с двух сторон и их зацентровку выполняют последовательно за один установ заготовки. Полная обработка заготовки вала на токарно-винторезном станке может быть осуществлена только с двух установов заготовки в центрах, так как после обработки заготовки с одной стороны (установ А) ее необходимо открепить, установить в новом положении (установ Б) для обработки с другой стороны. В случае поворота заготовки без снятия ее со станка необходимо указывать угол поворота: 45°, 60° и т.д.

Установленная и закрепленная заготовка в случае необходимости может изменять свое положение на станке относительно инструмента или рабочих органов станка под воздействием устройств линейных перемещений или поворотных устройств, занимая новую позицию. Позицией называется каждое отдельное фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции. При обработке заготовки, например, на токарно-револьверном станке позицией будет каждое новое положение револьверной головки.

При обработке на многошпиндельных автоматах и полуавтоматах неизменно закрепленная заготовка занимает различные позиции относительно станка путем вращения стола, последовательно подводящего заготовку к разным инструментам. Технологический переход ­ законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке. Технологический переход, таким образом, характеризует постоянство применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке, а также неизменность технологического режима. Например, технологическими переходами будут являться получение отверстия в заготовке при обработке спиральным сверлом, получение плоской поверхности детали фрезерованием и т.п. Последовательная обработка одного и того же отверстия в корпусе редуктора расточным резцом, зенкером и разверткой будет состоять соответственно из трех технологических переходов, поскольку при обработке каждым инструментом образуется новая поверхность.

В токарной операции, выполняются два технологических перехода. Такие переходы называют простыми, или элементарными. Совокупность переходов, когда в работе одновременно участвуют несколько инструментов, называют совмещенным переходом. При этом все инструменты работают с одинаковой подачей и при одинаковой частоте вращения заготовки. В случае, когда происходит изменение последовательно обрабатываемых поверхностей одним инструментом с изменением режимов резания (скорости при обработке на гидрокопировальных станках или скорости и подачи на станках с ЧПУ) при одном рабочем ходе инструмента, имеет место сложный переход. Технологические переходы при этом могут выполняться последовательно или параллельно-последовательно. При обработке заготовок на станках с ЧПУ несколько поверхностей могут последовательно обрабатываться одним инструментом (например, подрезным резцом) при его движении по траектории, задаваемой управляющей программой. В этом случае говорят, что указанная совокупность поверхностей обрабатывается в результате выполнения инструментального перехода.

Примерами технологических переходов в сборочных процессах могут служить работы, связанные с соединением отдельных деталей машины: приданием им требуемого относительного положения, проверкой достигнутого положения и его фиксацией с помощью крепежных деталей. При этом постановку каждой крепежной детали (например, винта, болта или гайки) следует рассматривать как отдельный технологический переход, а одновременное закручивание нескольких гаек с помощью многошпиндельного гайковерта ­ как совмещение технологических переходов. Технологическая операция в зависимости от организации технологического процесса может быть осуществлена на основе концентрации или дифференциации технологических переходов. При концентрации переходов структура операции включает максимально возможное при заданных условиях количество технологических переходов. Такая организация операции сокращает количество операций в технологическом процессе. В предельном случае технологический процесс может состоять лишь из одной технологической операции, включающей все переходы, необходимые для изготовления детали. При дифференциации переходов стремятся к уменьшению количества переходов, входящих в технологическую операцию.

Пределом дифференциации является такое построение технологического процесса, когда в состав каждой операции входит лишь один технологический переход. Характерной особенностью технологического перехода в любых процессах (кроме аппаратурных) является возможность его обособления на отдельном рабочем месте, т.е. выделение его в виде самостоятельной операции. В случае однопереходной операции понятие операции может совпадать с понятием перехода. При организации процесса обработки по принципу дифференциации построения операции (а не перехода) технологический процесс расчленяется на одно-, двух-переходные операции, подчиняющиеся по продолжительности такту выпуска. Если операции (например, зубофрезерная, шлицефрезерная) по длительности выходят за пределы такта выпуска, то ставят станки-дублеры. Следовательно, пределом дифференциации служит такт выпуска. Принцип концентрации операций подразделяется на принцип параллельной концентрации и последовательной. И в том и в другом случае в одной операции концентрируется большое количество технологических переходов, но они распределяются по позициям таким образом, чтобы время обработки на каждой операции было примерно равно или было меньше такта выпуска.

По наибольшему времени по позициям будет определяться норма времени на операцию. По принципу последовательной концентрации все переходы выполняются последовательно, а время обработки определяется суммарным временем по всем переходам. Технологический переход при обработке резанием может состоять из нескольких рабочих ходов. Под рабочим ходом понимают законченную часть технологического перехода, состоящую из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности или свойств заготовки. Количество рабочих ходов, выполняемых в одном технологическом переходе, выбирают, исходя из обеспечения оптимальных условий обработки, например уменьшения глубины резания при съеме значительных слоев материала. Примером рабочего хода на токарном станке является снятие резцом одного слоя стружки непрерывно, на строгальном ­ снятие одного слоя металла по всей поверхности, на сверлильном ­ сверление отверстия на заданную глубину. Рабочие ходы имеют место в тех случаях, когда величина припуска превышает возможную глубину резания и его приходится снимать за несколько рабочих ходов. При повторении одной и той же работы, например, сверление четырех одинаковых отверстий последовательно, имеет место один технологический переход, выполняемый за 4 рабочих хода; если же эти отверстия выполняются одновременно, то имеет место 4 совмещенных рабочих хода и один технологический переход. В состав операции входят также элементы, связанные с выполнением вспомогательных движений и необходимые для осуществления технологического процесса. К ним относятся вспомогательные переходы и приемы. Вспомогательный переход ­ законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров или свойств поверхности, но необходимы для выполнения технологического перехода.

К вспомогательным переходам относятся, например, закрепление заготовки на станке или в приспособлении, смена инструмента, перемещение инструмента между позициями и др. Для сборочных процессов вспомогательными могут считаться переходы по установке базирующей детали на сборочном стенде или в приспособлении на конвейере, перемещение к ней присоединяемых деталей и др. Для выполнения технологической операции необходимы также вспомогательные ходы и приемы. Вспомогательный ход ­ законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода. Под приемом понимают законченную совокупность действий рабочего, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, вспомогательный переход «установить заготовку в приспособлении» состоит из следующих приемов: взять заготовку из тары, установить в приспособление, закрепить. Вспомогательные ходы и приемы учитываются при изучении затрат вспомогательного времени на выполнение операции. Любой технологический процесс протекает во времени. Интервал календарного времени от начала до конца какой-либо периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготовляемых или ремонтируемых изделий называется циклом технологической операции.

Подготовку технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции называют наладкой. К наладке относятся установка приспособления, переключение скорости или подачи, настройка заданной температуры и т.д. Дополнительную регулировку технологического оборудования и (или) оснастки в процессе работы для восстановления достигнутых при наладке значений параметров называют подналадкой.

4. Типы производства и их характеристика

Машиностроительное производство характеризуется объемом выпуска, программой выпуска продукции, тактом выпуска. Объем выпуска продукции ­ это количество изделий определенных наименований, типоразмеров и исполнений, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделением в течение планируемого периода времени (месяц, квартал, год). Объем выпуска в значительной степени определяет принципы построения технологического процесса. Установленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием объема выпуска и сроков выполнения по каждому наименованию на планируемый период времени называется программой выпуска продукции.

Тактом выпуска называется интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименования, типоразмера и исполнения. Такт выпуска t, мин/шт., определяется по формуле t = 60 Фд/ N, где Фд ­ действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), ч; N ­ производственная программа на этот же период, шт. Действительный фонд времени работы оборудования отличается от номинального (календарного) фонда времени, поскольку учитывает потери времени на ремонт оборудования. Действительный фонд работы оборудования в зависимости от его сложности и количества выходных и праздничных дней при 40­часовой рабочей неделе и при работе в две смены в машиностроительном производстве составляет от 3911 до 4029…4070 часов. Фонд времени рабочего при этом около 1820 ч.

В зависимости от производственных мощностей и возможностей сбыта продукции изделия на предприятии изготовляют в различных количествах ­ от единичных экземпляров, до сотен и тысяч штук. При этом все изделия, изготовленные по конструкторской и технологической документации без ее изменения, называются серией изделия. В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий различают три основных типа производства: единичное, серийное и массовое. Каждому из этих типов присущи свои характерные особенности в организации труда и в структуре производственного и технологического процессов. Тип производства является классификационной категорией производства, выделяемой по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В отличие от типа производства вид производства выделяется по признаку применяемого метода изготовления изделия. Примерами видов производства являются литейное, сварочное, механосборочное и др. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций Кз.о., представляющий собой отношение числа всех различных технологических операций ΣО, выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест ΣР: Кз.о. = ΣО/ΣР С расширением номенклатуры выпускаемых изделий и уменьшением их количества значение этого коэффициента увеличивается.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается. При этом технологический процесс изготовления изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется через неопределенные промежутки времени. По единичному типу производства выпускаются, например, крупные гидротурбины, прокатные станы, оборудование для химических и металлургических заводов, уникальные металлорежущие станки, опытные образцы машин в различных отраслях машиностроения, ремонтные цеха и участки и др.

Технология единичного производства характеризуется применением универсального металлорежущего оборудования, которое располагается в цехах обычно по групповому признаку, т.е. с разбивкой на участки токарных, фрезерных, шлифовальных станков и т.д. Обработку ведут стандартным режущим, а контроль ­ универсальным измерительным инструментом. Характерным признаком единичного производства является концентрация на рабочих местах разнообразных операций. При этом на одном станке часто производится полная обработка заготовок разнообразных конструкций и из различных материалов. Ввиду необходимости частой перенастройки и наладки станка на выполнение новой операции доля основного (технологического) времени в общей структуре нормы времени на обработку сравнительно невелика.

Отличительные особенности единичного производства обусловливают относительно низкую производительность труда и высокую себестоимость выпускаемых изделий. Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. При серийном производстве одноименные или однотипные по конструкции изделия изготовляют по отработанным на технологичность чертежам. Продукцией серийного производства являются машины установившегося типа, выпускаемые в значительных количествах. К этой продукции можно отнести, например, металлорежущие станки, двигатели внутреннего сгорания, насосы, компрессоры, оборудование для пищевой промышленности и др. Серийное производство является наиболее распространенным в общем и среднем машиностроении.

В серийном производстве наряду с универсальным широко используется и специальное оборудование, автоматы и полуавтоматы, станки с ЧПУ, специальный режущий инструмент, специальные измерительные приборы и приспособления. В серийном производстве средняя квалификация рабочих обычно ниже, чем в единичном производстве. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. Такое подразделение является достаточно условным для различных отраслей машиностроения, так как при одном и том же количестве машин в серии, но различных размеров, сложности и трудоемкости производство может быть отнесено к разным типам. Условной границей между разновидностями серийного производства по ГОСТ 3.1108­74 является величина коэффициента закрепления операций Кз.о.: для мелкосерийного производства 20 < Кз.о.< 40, для среднесерийного ­ 10 < Кз.о.< 20, а для крупносерийного ­ 1 < Кз.о.< 10.

В мелкосерийном производстве, близком к единичному, оборудование располагается преимущественно по типам станков ­ участок токарных станков, участок фрезерных станков и т.д. Станки могут располагаться и по ходу технологического процесса, если обработка ведется по групповому технологическому процессу. Применяют главным образом универсальные средства технологического оснащения. Размер производственной партии обычно составляет несколько единиц. При этом производственной партией принято называть предметы труда одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени, при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию. В среднесерийном производстве, обычно называемом серийным, оборудование располагают в соответствии с последовательностью выполнения этапов обработки заготовок. За каждой единицей оборудования обычно закрепляют несколько технологических операций, при этом возникает необходимость переналадки оборудования. Размер производственной партии составляет от нескольких десятков до сотен деталей.

В крупносерийном производстве, близком к массовому, оборудование, как правило, располагается в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового процесса обработки. При недостаточно большой программе выпуска изделий целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на одной операции производят обработку этой партии на следующей операции. Заготовки после окончания обработки на одном станке транспортируют целой партией или по частям к другому, при этом в качестве транспортных средств используют рольганги, подвесные цепные конвейеры или роботы. Обработку заготовок выполняют на предварительно настроенных станках, в пределах технологических возможностей которых допустима переналадка для выполнения иных операций. В крупносерийном производстве используются, как правило, специальные приспособления и специальный режущий инструмент. В качестве измерительного инструмента широко используют предельные калибры (скобы, пробки, резьбовые кольца и резьбовые пробки) и шаблоны, позволяющие определять годность обработанных деталей и производить разбивку их на размерные группы в зависимости от величины поля допуска.

Серийное производство значительно экономичнее, чем единичное, так как лучше используется оборудование, ниже припуски, выше режимы резания, более высокая специализация рабочих мест, значительно сокращаются цикл производства, межоперационные заделы и незавершенное производство, более высокий уровень автоматизации производства, повышается производительность труда, резко снижается трудоемкость и себестоимость изделий, упрощается управление производством и организация труда. При этом под заделом понимают производственный запас заготовок или составных частей изделия для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса. Этот тип производства является наиболее распространенным в общем и среднем машиностроении. Около 80 % продукции машиностроения выпускается серийно. Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.

Детали, как правило, изготовляются из заготовок, производство которых ведется централизованно. Централизованным способом осуществляется производство нестандартного оборудования и технологической оснастки. Поставляют их своим потребителям цехи, являющиеся самостоятельной структурной единицей. Массовое производство экономически целесообразно при выпуске достаточно большого количества изделий, когда все материальные и трудовые затраты, связанные с переходом на массовое производство, достаточно быстро окупаются и себестоимость изделия ниже, чем при серийном производстве. Продукция массового производства ­ это изделия узкой номенклатуры, унифицированного или стандартного типа, выпускаемые для широкого сбыта потребителю. К этой продукции можно отнести, например, многие марки легковых автомобилей, мотоциклов, швейных машин, велосипедов и т.д.

В массовом производстве применяют высокопроизводительное технологическое оборудование ­ специальные, специализированные и агрегатные станки, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, автоматические линии. Широко применяется многолезвийный и наборный специальный режущий инструмент, предельные калибры, быстродействующие контрольные приспособления и приборы. Массовое производство характеризуется также установившимся объемом производства, что при значительной программе выпуска продукции обеспечивает возможность закрепления операций за определенным оборудованием. При этом производство изделий осуществляется по окончательно отработанной конструкторской и технологической документации. Наиболее совершенной формой организации массового производства является поточное производство, характеризуемое расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным тактом выпуска изделий. Для поточной формы организации технологического процесса требуется одинаковая или кратная производительность на всех операциях. Это позволяет производить обработку заготовок или собирать узлы без заделов в строго определенные промежутки времени, равные такту выпуска. Приведение длительности операций к указанному условию называют синхронизацией, что в некоторых случаях предусматривает использование дополнительного (дублирующего) оборудования. Для массового производства коэффициент закрепления операций Кз.о. = 1.

Основным элементом поточного производства является поточная линия, на которой расположены рабочие места. Для передачи предмета труда с одного рабочего места на другое применяют специальные транспортные средства. В поточной линии, являющейся основной формой организации труда поточного производства, на каждом рабочем месте выполняют одну технологическую операцию, а оборудование располагают по ходу технологического процесса (по потоку). Если длительность операции на всех рабочих местах одинакова, то работа на линии выполняется с непрерывной передачей объекта производства с одного рабочего места на другое (непрерывным потоком). Достигнуть равенства штучного времени на всех операциях обычно не удается. Это обусловливает технологически неизбежное различие загрузки оборудования по рабочим местам поточной линии. При значительных объемах выпуска в процессе синхронизации наиболее часто возникает необходимость уменьшения длительности операций. Это достигается за счет дифференциации и совмещения во времени переходов, входящих в состав технологических операций. В массовом и крупносерийном производствах при необходимости каждый из технологических переходов может быть выделен в отдельную операцию, если будет выполнено условие синхронизации. За время, равное такту выпуска, с поточной линии сходит единица продукции.

Производительность труда, соответствующая выделенному производственному участку (линии, участку, цеху), определяется ритмом выпуска. Ритм выпуска ­ это количество изделий или заготовок определенных наименований, типоразмеров и исполнений, выпускаемых в единицу времени. Обеспечение заданного ритма выпуска является важнейшей задачей при разработке технологического процесса массового и крупносерийного производства. Поточный метод работы обеспечивает значительное сокращение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования, снижения трудоемкости изготовления изделий, простоту управления производством. Дальнейшее совершенствование поточного производства привело к созданию автоматических линий, на которых все операции выполняют с установленным тактом на рабочих местах, оснащенных автоматическим оборудованием. Транспортирование предмета труда по позициям осуществляется также автоматически. Интервал календарного времени от начала до окончания процесса изготовления или ремонта изделия называют производственным циклом. Длительность производственного цикла и ритмичность работы предприятия в значительной степени зависят от организации всего производственного процесса, четкого управления производством и персоналом, своевременного снабжения предприятия сырьем, материалами, инструментом, запасными частями, комплектующими изделиями и другими средствами производства. Важное значение для ритмичности и экономичности работы предприятия имеет своевременная реализация изготовленной промышленной продукции. Следует отметить, что на одном предприятии и даже в одном цехе можно встретить сочетание различных типов производства.

Следовательно, тип производства предприятия или цеха в целом определяется по признаку преимущественного характера технологических процессов. Массовым можно назвать производство, если на большинстве рабочих мест выполняется одна постоянно повторяющаяся операция. Если на большинстве рабочих мест выполняется несколько периодически повторяющихся операций, то такое производство следует считать серийным. Отсутствие периодичности повторения операций на рабочих местах характеризует единичное производство. Кроме того, для каждого типа производства характерным является также соответствующая точность исходных заготовок, уровень отработанности конструкции деталей на технологичность, уровень автоматизации процесса, степень детализации описания технологического процесса и др. Все это влияет на производительность процесса и на себестоимость изготовляемых изделий. Планомерная проводимая унификация и стандартизация изделий машиностроения способствует специализации производства. Стандартизация приводит к сужению номенклатуры изделий при значительном увеличении программы их выпуска. Это позволяет шире применять поточные методы работы и автоматизацию производства. Характеристики производства отражаются в решениях, принимаемых при технологической подготовке производства.

Заключение

Основы организации производства. Под организацией производства понимают координацию и оптимизацию во времени и пространстве всех материальных и трудовых элементов производства с целью достижения в определенные сроки наибольшего производственного результата с наименьшими затратами. Следовательно, организация производства создает условия для наилучшего использования техники и людей в процессе производства, тем самым повышая его эффективность. На каждом промышленном предприятии имеются свои специфические задачи организации производства. Это могут быть, например, вопросы обеспечения сырьем, наилучшего использования рабочей силы, сырья, оборудования, улучшения ассортимента и качества выпускаемой продукции, освоение новых видов продукции и т.п. Поскольку на практике многие задачи организации производства решают технологии, то важно различать функции технологии и функции организации производства.

Технология определяет способы и варианты изготовления продукции. Функцией технологии является определение возможных типов оборудования и технологической оснастки для производства каждого вида продукции, а также оптимальных параметров технологического режима. Таким образом, технологии определяют, что нужно сделать с предметом труда и при помощи каких средств производства, чтобы превратить его в продукт с заданными свойствами. Функцией организации производства является определение конкретных значений параметров технологического процесса на основе анализа возможных вариантов и выбора наиболее эффективного в соответствии с целью и условиями производства. То есть организация производства определяет, как лучше сочетать предмет и орудия труда, а также сам труд, чтобы превратить предмет труда в продукт необходимых свойств с наименьшими затратами рабочей силы и средств производства.

Особенностями организации производства являются рассмотрение во взаимосвязи элементов производства и выбор таких методов и условий их использования, которые в наибольшей степени соответствуют цели производства. Многие вопросы организации производства рассматриваются совместно с технологией. Однако организация производства имеет и присущие только ей задачи. Это, в частности, углубление специализации, быстрая (гибкая) переориентация производства на другие виды продукции, обеспечение непрерывности и ритмичности производственного процесса, совершенствование форм организации производства и др. Кроме того, к задачам организации производства относятся сокращение длительности производственного цикла, бесперебойное снабжение сырьем, материалами, комплектующими изделиями, сбыт готовой продукции, снижение простоя оборудования и обеспечение оптимальной его загрузки, согласование всех звеньев производственного процесса и др.

Совокупность отделов и служб, занимающихся построением и координацией функционирования производственного процесса, называют организационной структурой предприятия. Экономическую эффективность производственной структуры можно оценить такими показателями, как состав и размер цехов, профиль и уровень их специализации, длительность производственного цикла, коэффициент застройки территории, себестоимость и прибыль. Основными факторами, определяющими тип, сложность и иерархичность (т.е. число уровней предприятия) организационной структуры предприятия, являются: масштаб производства и объем продаж; номенклатура выпускаемой продукции; сложность и уровень унификации продукции; степень развития инфраструктуры региона; международная интегрированность предприятия и др. В зависимости от рассмотренных факторов выбирается тип организационной структуры, предполагающий методы планирования работ производственным подразделениям и контроль их выполнения. Для количественного анализа структуры предприятия используются различные показатели, характеризующие объем выпуска продукции, соотношение между основными, вспомогательными и обслуживающими производствами, эффективность пространственного размещения предприятия, характер взаимосвязей между подразделениями, степень централизации отдельных производств и др. Анализ данных показателей позволяет определить пути создания рациональной структуры предприятия, которая должна обеспечивать максимальную возможность специализации цехов и участков, непрерывность и прямоточность производства, отсутствие дублирующих и чрезмерно раздробленных подразделений, возможность расширения и перепрофилирования производства без его остановки.

Список использованных источников

1. Клепиков, В. В. Технология машиностроения: Учебник / В. В. Клепиков, А. Н. Бодров. – М. : ФОРУМ: ИНФРА-М, 2004.
2. Черепахин, А. А. Технология обработки материалов: Учебник / А. А. Черепахин. – М. : Издательский центр «Академия», 2004. – 272 с.
3. Салтыков, В. А. Технологии машиностроения. Технологии заготовительного производства: Учебное пособие / В. А. Салтыков, Ю. М. Аносов, В. К. Федюкин. – СПб. : Изд-во Михайлова В.А., 2004. – 336 с.
4. Маслов, А. Р. Приспособления для металлообрабатывающего инструмента: Справочник, 2-е изд. исправ. и доп. – М. : Машиностроение, 2002. – 256 с.
5. Берлинер, Ю. И. Технология химического и нефтяного аппаратостроения / Ю. И. Берлинер, Ю. А. Балашов. – М. : Машиностроение, 1996. – 288 с.
6. Шишмараев, В. Ю. Машиностроительное производство: Учебник / В. Ю. Шишмараев, Т. И., Каспина. – М. : Издательский центр «Академия», 2004. – 352 с.
7. Аверченков, В. И. Технология машиностроения: Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие / В. И. Аверченков, и др. – М. : Инфра-М, 2006. – 288 с.
8. Медведев, В. А. Технологические основы гибких производственных систем: Учебник / В. А. Медведев, В. П. Вороненко, В. Н. Брюханов. – М. : Высшая школа, 2009. – 255 с.
9. Типовые технологические процессы изготовления аппаратов химических производств. Атлас типовых технологических процессов и чертежей / под ред. А. Д. Никифорова. – М. : Машиностроение, 1989. – 244 с.
10. Ярушин, С. Г. Технологические процессы в машиностроении: учебник для бакалавров / С. Г. Ярушин. – М.: Юрайт, 2011. – 564 с.

Реферат на тему “Производственный и технологический процессы в машиностроении” обновлено: 31 июля, 2017 автором: Научные Статьи.Ру

1. План изготовления детали. Назначения технологических допусков при выполнении операции

План изготовления детали разрабатывается на базе маршрутной технологии и служит основой для проектирования технологических операций.

План - это графически иллюстративный документ учебного характера, содержащий следующую информацию:

номера и названия всех технологических процессов, имеющих место при изготовлении детали в соответствии с принятым технологическим маршрутом ее изготовления.

наименование и предполагаемую модель оборудования, на котором выполняется конкретная технологическая операция

эскиз обработки заготовки

технические требования на выполнение операции

На эскизе заготовка должна быть изображена в рабочем положении обработки на станке, ее конфигурация должна соответствовать форме, которая получается после обработки на операции или ее отдельном этапе. Обработанные поверхности выделяются двойной контурной линией красного цвета.

На эскизах должны быть выполнены теоретические схемы базирования при выполнении технологических операций. При необходимости указываются номера поверхностей или осей, являющихся технологическими базами, с индексами операций на которых эти базы сформировались.

Указываются операционные размеры, предписанные к выполнению данной операции, установу, позиции. Операционные размеры обозначаются буквенными или буквенно-цифровыми символами с индексами операций.

Символы размеров берутся из схемы кодирования поверхностей. При необходимости используется латинский и греческий алфавит.

Технические требования на выполнение технологических операций включает в себя требования к шероховатости, технологические допуски на размер форму и взаимное расположение поверхностей.

При назначении технологических допусков на размеры на настроенном станке необходимо придерживаться следующих правил:

1. допуск на размер между измерительной базой и обработанной поверхностью ТАоп складывается из статической погрешности получения размера ωстАоп, пространственных отклонений измерительной базы Δ и погрешности базирования ε от несовпадения технологической и измерительной баз:

ТАоп= ωстАоп + Δ+ ε

2. Допуск на размер Б между поверхностями, обработанными с одного установа включает в себя только величину статической погрешности

ТБоп= ωстБоп

операционные допуски на размеры 2Воп и 2Гоп замкнутых поверхностей складывается из статических погрешностей обработки этих поверхностей:

Т2Воп= ωст2Воп, Т2Гоп= ωст2Гоп

При обеспечении точности методом последовательных ходов и промеров операционные допуски равны или больше статистических погрешностей выполняемых размеров.

2. Служебное назначение деталей машин. Нормируемые показатели качества деталей машин. Классификация деталей машин но функциональному назначению

Машина - механизм или сочетание механизмов, осуществляющих определенные целесообразные движения для преобразования материалов, энергии, выполнения работ или же сбора, хранения или предачи информации.

Под служебным назначением машины понимают четко сформулированную задачу, для решения которой машина предназначена.

Служебное назначение машины обеспечивается ее качеством - совокупностью свойств определяющих соответствие ее служебному назначению и отличающее от других машин.

Показатели качества можно разделить на 3 группы:

Технический уровень, определяющий степень совершенства машины: мощность, КПД, производительность, точность, экономичность;

Технологичность конструкции, обеспечивающая оптимальные затраты труда и средств за весь период существования машины, начиная с ее изготовления.

Эксплутационные показатели: надежность долговечность, транспортабельность, экономическая характеристика, безопасность в работе, экологическое воздействие, эстетическая оценка.

Одним из важнейших показателей качества является точность, которая формируется на этапе производства.

В свою очередь точность машины определяется точностью изготовления и сборки узлов и деталей из которых состоит машина. Показатели точности этих элементов назначаются исходя из анализа их служебного назначения.

По функциональному назначению поверхности деталей подразделяются на:

1. Исполнительные - с помощью которых деталь выполняет свое служебное назначение

Основные конструкторские базы, которые определяют положение детали относительно других деталей, на которые она монтируется:

Вспомогательные конструкторские базы, определяющие положение деталей, присоединяемых к данной;

Свободные поверхности- все остальные, завершающие конструктивные формы детали.

3 Структура технологических операций. Дифференциация и концентрация операций. Последовательная и параллельная концентрация

Структура операции определяет содержание технологической операции и последовательность ее выполнения. В конечном итоге от структуры зависит время выполнения операции. Время выполнения операции определяется штучным временем, затрачиваемым на производство одной единицы продукции:

Тшт= То+Тв+Тп;

Где То - основное технологическое время затрачиваемое непосредственно на изменение состояния заготовки- время воздействия инструмента на заготовку;

Тв - вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение вспомогательных переходов; ходов, управление оборудованием, контроль, смену инструмента.

Тп- потери на подготовку оборудования к работе, организованные перерывы.

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время Топ:

Топ= То + Тв

Структура оерации определяется следующими признаками:

Количеством заготовок одновременно устанавливаемых в приспособлении или на станке (одно и многоместная)я;

Количеством инструментов, используемых при выполнении операции (одно или многоинструментальная);

Последовательностью работы инструментов при выполнении операции Выбор структуры зависит от серийности производства и принятого принципа

формирования технологического процесса и технологических операций.

После уточнения структуры технологической операции определяют ее составляющие элементы: установы, позиции, вспомогательные и технологические переходы, количество инструментов и последовательность выполнения.

Одну и ту же заготовку можно обработать разными способами. Технологический прцесс обработки заготовки может содержать небольшое количество операций с применением небольшого количества оборудования, однако эта же заготовка может быть обработана на большем числе станков с большим количеством операций. В первом случае количество переходов в операциях характеризует их сложность, насыщенность, т.е. степень концентрации.

Если количество переходов, выполняемых последовательно на станке, значительно, такую организацию работы называют последовательной концентрацией технологического процесса.

Если одновременно параллельно выполняют значительное число переходов в одной операции, то такую организацию работы называют параллельной концентрацией технологического процесса. Параллельная концентрация связана с использованием многоинструментальных станков (многорезцовых, многошпиндельных.), что обеспечивает высокую производительность, применение таких станков экономично при большом выпуске изделий.

Если технологический процесс раздроблен на простейшие операции с небольшим числом переходов в каждой, то он называется дифференцированным технологическим процессом. Дифференциация применяется на отдельных этапах при недостаточном оснащении специальным оборудованием, отсутствии квалифицированных рабочих. В этом случае технологический процесс расчленен на простейшие операции, преимущественно однопереходные или двухпереходные.

4. Припуски и напуски на обработку. Методы определения припусков - табличный, расчетно-аналитический, с помощью операционных размерных цепей

Припуск - это слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали. Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу, припуск задается на сторону.

Припуски подразделяют на общие, удаляемые в течении всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций. Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных на предыдущей и последующих операциях.

К снимаемым в процессе обработки заготовки слоям материала относятся и напуски. Однако, причиной их появления является упрощение технологического процесса получения исходной заготовки за счет упрощения ее формы и создания специальных технологических элементов- уклонов и радиусов.

Установление оптимальных величин припусков имеет существенное технико-экономическое значение при разработке технологических процессов изготовления деталей машин.

В машиностроении широко применяют несколько методов определения припусков.

1. Табличный метод.

Позволяет получить значения операционных припусков по таблицам, составленных на основе обобщения и систематизации данных передовых предприятий.

Значения общих припусков приведены в стандартах на исходные заготовки - поковки, отливки.

Недостатком этого метода является то, что припуски назначают без учета конкретных условий построения технологических процессов: структур операций, особенностей работы оборудования, схем установки заготовки и размерных взаимосвязей в технологическом процессе. Опытно - статистические величины завышены, так как ориентированы на условия, где увеличенный припуск дает возможность избежать брака за счет удлинения технологического маршрута. Этот метод применим в условиях единичного и мелкосерийного производства, где не требуется углубленного анализа выполнения операций.

2. Расчетно-аналитический метод

Данный метод разработан В.М. Кованом. Согласно этому методу величина минимального припуска должна быть такой, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предыдущих технологических переходах, а также погрешность установки заготовки, возникающая на выполняемом переходе.

Общая величина минимального промежуточного припуска Zmin равна:

Где i - индекс выполняемого технологического перехода;

Средняя высота неровностей поверхности после предшествующего перехода;

Глубина дефектного поверхностного слоя после предшествующего перехода;

Величина пространственных отклонений обрабатываемой поверхности относительно технологической базы, полученная на предыдущем переходе;

Погрешность установки заготовки;

Расчетно - аналитический метод следует применять в случаях, когда соблюдается принцип единства баз на всех операциях обработки поверхности.

3. Метод размерных цепей

Данный метод позволяет установить взаимосвязи операционных размеров, припусков, размеров детали и иных ее размерных параметров на всех стадиях обработки заготовки.

Технологический процесс обработки заготовки с размерами в продольном направлении Аi-1 и Бi-1 включает операцию подрезки торцев 2 и 3 с выдерживанием операционных размеров Вi и Аi от технологической базы - торца 1 и операцию подрезки торца 1 с выдерживанием размера Аi+1 от базы торца 3.На этих операциях снимаются припуски. Индексы 1,2,3 соответствуют номерам обрабатываемых поверхностей.

Величины припусков и размер Б являются замыкающими звеньями размерных цепей с уравнениями:

Задаваясь минимальными значениями припусков из условия устранения следов предыдущей обработки:

И используя уравнения погрешностей размерных цепей можно найти максимальное значение припусков:

,

Где ωZi – погрешность припуска.

,

Где ωАi – погрешности составляющих звеньев в правой части уравнений,

n – количество звеньев.

5. Типы машиностроительных производств, их сравнительная характеристика

В машиностроении в зависимости от программы выпуска изделий и характера изготовляемой продукции различают три основных типа производства:

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. На предприятиях с единичным типом производства применяют преимущественно универсальное оборудование с расположением его в цехах по групповому признаку (т.е. разбивкой на участки токарных, фрезерных, строгальных и т.д.) Технология производства характеризуется применением стандартного режущего инструмента и универсального измерительного инструмента.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операции различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Значение коэффициента закрепления операции - отношение числа всех различных технологических операций к числу рабочих мест. Для мелкосерийного производства принимают коэффициент 20-40, для среднесерийного 10-20, для крупносерийного 1-10.

На предприятиях серийного типа производства большая часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как специальным так и универсально-наладочными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство.

В условиях серийного производства оборудование располагается в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципа взаимозаменяемости.

В серийном производстве применяют также переменно- поточную форму организации работ. Оборудование располагают по ходу технологического процесса. Обработку производят партиями, причем заготовки каждой партии могут несколько отличаться размерами или конфигурацией, но допускают обработку на одном и том же оборудовании.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течении продолжительного времени. Коэффициент закрепления операций в этом типе производства равен 1. Оборудование располагается по ходу технологического процесса с широким применением специализированного и специального оборудования, механизацией и автоматизацией производственных процессов при строгом соблюдении принципа взаимозаменяемости. Высшей формой массового типа производства является производство непрерывным потоком.

При непрерывном потоке передача с позиции на позицию осуществляется непрерывно в принудительном порядке, что обеспечивает параллельное одновременное выполнение операций на всех операций на технологической линии. Квалификация рабочих низкая.

Определение припусков и операционных размеров расчетно-аналитическим методом при обработке вала на настроенном оборудовании. Структура минимального припуска на обработку

В условиях крупносерийного и массового производства используется этот метод. Настройка производится на минимальный диаметр для валов или на максимальный диаметр для отверстий.

7. Технологичность конструкций изделий. Качественные и количественные характеристики. ТКИ, приемы повышения ТКИ

Под технологичностью конструкции изделия (ТКИ) понимается совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление, ремонт, техническое обслуживание изделия с наименьшими затратами при заданном качестве и принятых условиях изготовления, техобслуживания и ремонта.

Отработка изделия на ТКИ представляет собой одну из наиболее сложных функций технологической подготовки производства. Обязательность отработки на ТКИ на всех стадиях устанавливается гос. стандартами.

Различают технологичность:

Производственную;

Эксплутационную;

При техническом обслуживании;

Ремонтную;

Заготовки;

Сборочной единицы;

По процессу изготовления;

По форме поверхности;

По размерам;

По материалам;

ТКИ - комплекс требований, содержащий показатели, характеризующие технологическую рациональность конструктивных решений. Их можно разделить на две группы: качественные и количественные характеристики. К качественным показателям относятся:

Взаимозаменяемость узлов и деталей;

Регулируемость конструкции;

Контролепригодность;

Инструментальная доступность;

К количественным показателям относятся:

Основные - трудоемкость изделия, технологическая себестоимость, уровень технологичности по трудоемкости, уровень по себестоимости;

Дополнительные - относительные трудоемкости видов работ, коэффициент взаимозаменяемости, материалоемкость, энергоемкость, коэффициенты унификации, стандартизации, точности, шероховатости, и т.д.

Приемы повышения ТКН:

Максимальная унификация и стандартизация конструктивных элементов детали;

Возможность применения методов получения заготовок с наименьшими затратами;

Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых технологических процессов ее изготовления;

Наличие конструктивных элементов, обеспечивающих нормальную работу режущего инструмента (вход и выход);

Конструкция должна обеспечивать повышенную жесткость детали, чтообеспечивает ее обработку на повышенных режимах;

Удобство установки заготовки при обработке ее поверхностей;

Наличие конструктивных элементов, обеспечивающих автоматизацию заготовок на станках;

Максимальное сокращение размеров обрабатываемых поверхностей;

Возможность обработки наибольшего количества поверхностей с одного установа;

Возможность одновременной обработки сразу нескольких поверхностей

Возможность обработки на проход;

Технические требования на чертеже не должны предусматривать, по возможности, особых методов и средств контроля.

8. Понятие производственного и технологического процессов (ТП). Виды ТП. Особенности проектирования группового ТП

Производственный процесс (ПП) - совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимые на данном предприятии для изготовления или ремонта ваыпускаемых изделий.

Изделие - это любой предмет, подлежащий изготовлению на предприятии.

В зависимости от назначения изделия делят на изделия основного и вспомогательного производства.

Основное производство - выпускает изделия, предназначенные для реализации.

Вспомогательное производство - выпускает изделия, предназначенные для нужд основного производства.

Деталь- изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций.

Технологический процесс - часть производственного процесса б содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

Технологические процессы изготовления изделий могут содержать составные части, различающиеся по методу исполнения:

Формообразование;

Обработка резанием;

Термическая обработка;

Электрохимическая и электрофизическая обработка;

Контроль качества продукции;

По целевому назначению разделяют на проектные, рабочие, перспективные и временные.

По степени универсальности бывают:

Единичный технологический процесс - разрабатывается для изготовления или ремонта изделия конкретного наименования и типоразмера в определенных производственных условиях.

Типовой технологический процесс - проектируют для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно - технологическими признаками.

Групповой технологический процесс - предназначен для изготовления или ремонта группы изделий с общими технологическими признаками на специализированных рабочих местах.

Классификационными признаками группы являются общность технологического оборудования и обрабатываемых поверхностей. По подробности описания ТП могут быть:

Маршрутные - содержат перечень операций с указанием средств технологического оснащения и технико-экономических показателей.

Маршрутно-операционные - то же что маршрутные, но с подробной разработкой документов на отдельные технологические операции;

Операционные - то же что маршрутные, но с подробной разработкой технологических документов на все операции технологического процесса.

9. Схемы расположения припусков и операционных размеров при использовании метода последовательных ходов и метода обработки на настроенном оборудовании

В условиях крупносерийного и массового производства используется метод обработки на настроенном оборудовании. Настройка производится на минимальный диаметр для валов или на максимальный диаметр для отверстий.

При обработке в единичном и мелкосерийном производстве методом пробных ходов стремятся получить наибольшие предельные размеры, что обеспечивает отсутствие неисправимого брака, а также дает максимальный запас поля допуска детали на ее износ при эксплуатации.

10. Технологическая операция, установка, позиция, переход, ход. Вспомогательный переход, ход

Технологическая операция - это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. На основе операций определяется трудоемкость изготовления изделий и устанавливаются нормы времени и расценок, определяется потребное количество рабочих, средств технологического оснащения.

Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении заготовок или собираемых сборочных единиц. Обозначение установа А, Б, В, Г и т.д.

Позиция - фиксированное положение приспособления с неизменно закрепленной в нем заготовкой относительно рабочих органов оборудования для выполнения части технологической операции.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых при обработке или соединяемых при сборке. Сопровождается изменением состояния объекта производства.

Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно объекта производства, сопровождаемая изменением состояния объекта.

Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий работника и оборудования. Не сопровождается изменением состояния объекта производства, но необходима для выполнения технологического перехода.

Вспомогательный ход- законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно объекта производства, и несопровождаемая изменением его состояния.

11. Алгоритм проектирования ТП изготовления деталей машин

1) анализ исходных данных; 2) поиск аналогов техпроцесса; 3) выбор исходной заготовки; 4) выбор технологических баз; 5) составление технологического маршрута обработки; 6) разработка технологических операций; 7) нормирование технологического процесса; 8) определение требований техники безопасности; 9) выбор оптимального варианта; 10) оформление техпроцесса.

12 . Определение режимов резания при обработке (одно- и многоинструментальной)

Одноинструментная обработка .

1 ) Определяем глубину резания t по результатам расчета операционных припусков. При однопроходной обработке берем среднее значение припуска. Если два прохода, то за первый проход снимают 70% припуска, за второй – 30%.

2 ) Назначаем подачу s. Для обработки точением, сверлением, шлифованием определяют подачу на оборот заготовки S o или инструмента, для фрезерования – подачу на зуб инструмента S z . S z = S o /z, где z – число зубьев фрезы. При черновой обработке выбирают максимально допустимую подачу; при чистовой – в зависимости от требуемой точности и шероховатости обработки с учетом геометрических параметров режущей части инструмента. Определенную по нормативам или с помощью других методов (линейное программирование, симплекс-метод и т.д.) величину подачи необходимо согласовать с паспортными данными станка.

3 ) Определяем величину скорости резания v :

,

где значения коэффициентов определяем по справочникам.

4 ) Рассчитываем частоту n вращения заготовки или инструмента:

где v – скорость резания, м/мин; D – диаметр заготовки (инструмента) в мм.

5 ) Рассчитываем координатные составляющие усилия резания по формулам вида:

значения кроме t и S выбираем из справочных таблиц.

6) Проводим проверку режима резания по силовым и мощностным характеристикам станка. Для этого сравниваем полученное значение координатной составляющей Рx усилия резания, действующей в направлении подачи, с допустимым усилием воздействия на механизм подачи Рxдоп.

Мощность резания:

Ne=, кВт или по иным зависимостям с проверкой

где Nдв – мощность двигателя привода главного движения станка, η – КПД привода.

В случае, если приведенные соотношения не выдерживаются, необходимо скорректировать выбранные значения подачи и скорости резания или произвести замену технологического оборудования.

Многоинструментная обработка.

В случае параллельной обработки глубину резания и подачу для каждого из инструментов выбирают из условия их независимой работы, т.е. по методике одноинструментной обработки. Затем определяют подачу блока инструментов – наименьшую технологически допустимую подачу из выбранных значений. Скорость резания определяется по предположительно лимитирующему инструменту. Ими могут быть инструменты, обрабатывающие участки наибольшего диаметра и наибольшей длины. Для нескольких предположительно лимитирующих инструментов находят коэффициенты времени резания:

где Lр – длина резания отдельного инструмента, Lрх – длина рабочего хода всего инструментального блока.

где Тм – нормированная стойкость инструмента.

По найденным значениям стойкости Т находят скорости резания для каждого из предположительно лимитирующих инструментов. Фактически лимитирующим будет инструмент с наименьшей определенной скоростью резания. Это значение принимается для работы всего блока инструментов. Далее определяется частота вращения n и проводится ее корректировка по паспорту станка. Далее рассчитываем суммарные усилия резания и мощность.

13. Технически обоснованная норма времени на выполнение операции

Технологический процесс изготовления изделия должен выполняться с наиболее полным использованием технических возможностей средств производства при наименьших затратах времени и наименьшей себестоимости изделий. Для того чтобы оценить затраты времени необходимо вести нормирование техпроцесса, т.е. иметь данные по нормам времени. Такими нормами могут быть только технически обоснованные нормы времени – установленные для определенных организационно-технических условий на выполнение части технологического процесса, исходя из полного и рационального использования технических возможностей средств технологического оснащения и с учетом передового производственного опыта.

Аналитически-расчетный метод менее трудоемок по сравнению с аналитически-исследовательским, но менее точен, так как используются нормативы для типовых организационно-технических условий, которые не идентичны конкретным рассматриваемым.

При суммарном методе нормирования труда норма времени определяется на всю операцию без расчленения ее на элементы (как это было при аналитическом методе). Опытный метод основан на использовании опыта нормировщика или мастера. Статистический метод: статистические данные о выполнении норм на аналогичные работы в прошлом и расчет по укрупненным нормативам. Сравнительный метод: сравнение с выполнявшейся ранее аналогичной операцией.

На стадии проектирования следует применять расчетно-аналитический метод с последующей корректировкой норм времени при внедрении технологического процесса в производство.

Структура штучного времени. Технически обоснованную норму времени устанавливают на каждую операцию. В крупносерийном и массовом производствах рассчитывают норму штучного времени для производства одной детали:

Тшт=То+Тв+Тоб+Тпер,

где То – основное технологическое время (непосредственное воздействие инструмента на заготовку и изменение ее состояния), Тв – вспомогательное время, Тоб – время обслуживания, Тпер – время перерывов в работе.

где Lрх – длина рабочего хода, i – число рабочих ходов, Sмин- минутная подача инстр.

Тв : установка и снятие заготовки, управление механизмами технологического оборудования, вспомогательные перемещения инструмента (подвод и отвод), измерение размеров заготовки.

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время

Топ=То+Тв

Тоб =Ттех+Торг,

где Ттех – время технического обслуживания (смена инструмента, подналадка оборудования, правка инструм., до 6% от Топ), Торг – вр.организованного обслуж. (подготовка рабочего места к началу работы, уборка стружки, чистка, смазка, 0,6…8% от То).

Тпер : регламентируемый отдых и естественные потребности, до 2,5% от Топ.

Штучно-калькуляционное время. Применяется в мелко- и среднесерийном производствах, когда обработка заготовки идет периодически повторяющимися партиями:

Тш.к =Тшт+,

где Тпз – подготовительно-заключительное время (ознакомление с чертежом, получение и сдача средств тех. оснащения, сдача выполненной работы, пробная обработка).

На основе норм времени производится расчет загрузки рабочих мест, планирование подготовки производства, принимаются решения по организации производства. В частности в поточном производстве необходимо выдержать условие синхронизации операций: Тшт=кτв

Если после расчета норм времени выявлено невыполнение этого условия, то необходимо провести корректировку технологического процесса: применить оборудование, обеспечивающее прогрессивные структуры технологических операций, изменить режимы обработки.

14. Методы и способы получения исходных заготовок деталей. Выбор оптимального варианта получения заготовок

Рациональный выбор исходной заготовки имеет большое значение для улучшения технико-экономических показателей процесса изготовления детали. При выборе Знеобходимо решить следующие задачи: 1) установить метод и способ получения З; 2) определить припуски на обработку каждой поверхности; 3) рассчитать размеры З; 4) разработать чертеж З.

На выбор метода изготовления исходной З оказывают влияние: физические и технологические свойства материала детали (штампуемость, литейные качества, свариваемость, способность к полимеризации), конфигурация и размеры детали.

МЕТОДЫ: 1) литье (в песчано-глинистые формы; по выплавляемым моделям; в оболочковые формы; в кокиль; под давлением; центробежное литье); 2) обработка давлением (свободная ковка на молотах и прессах; в подкладных штампах; на радиально-ковочных машинах; штамповка на молотах; на мех. прессах; на гидро прессах; с последующей чеканкой; 3) резка из сортового и профильного проката; 4) комбинированные; 5) получение металлокерамических заготовок; 6) формообразование З из неметаллических материалов.

СПОСОБ получения З определяется технологическими особенностями процесса изготовления З (режим, оборудование) и его выбор зависит от типа производства, экономичности изготовления З. Окончательное решение по выбору способа изготовления З принимают на основании экономического расчета. Критерием оптимальности должна быть минимальная величина стоимости изготовления детали:

Сд=Сз+Смо-Сотх,

Где Сз – стоимость исходной заготовки; Смо – стоимость последующей мех. обработки; Сотх – стоимость отходов при мех. обработке.

Упрощенное сравнение альтернативных вариантов на начальном этапе технологического проектирования, когда неизвестна технология изготовления детали, основывается на укрупненном расчете затрат по справочникам. Допуски размеров, массы и припуски на мех. обработку назначаются по соответствующим ГОСТам. Припуски на мех. обработку могут быть рассчитаны аналитическим способом (более точно).

15. Установка заготовок на станке, ее этапы. Понятие измерительной, технологической, настроечной баз. Правило 6 точек, теоретическая схема базирования. Классификация технологических баз

Установка заготовки состоит из 3-х этапов: 1) базирование – ориентация заготовки в системе координат станочного приспособления или непосредственно на станке; 2) закрепление заг с целью сохранения положения, достигнутого при базировании; 3) установка приспособления (ориентация + фиксация) вместе с закрепленной в нем заготовкой относительно рабочих органов станка, несущих инструмент.

Измерительная база служит для определения положения элементов конструкций заготовок и деталей. ИБ могут быть поверхности, оси, точки от которых производится отсчет и контроль координирующих размеров и величин пространственных отклонений конструктивных элементов.

Технологические базы – поверхности, их сочетания, оси симметрии элементов, точки, принадлежащие заготовке и служащие для ее базирования при выполнении технологической операции.

Настроечная база служит для определения положения режущего инструмента (для настроенного оборудования).

Правило шести точек. Для полного базирования заготовки, рассматриваемой как твердое тело, в приспособлении или непосредственно на столе станка необходимо и достаточно шести опорных точек, расположенных определенным образом на технологических базах заготовки.

Теоретическая схема базирования - схема расположения опорных точек на базовых поверхностях детали при совмещении заготовки с координатными плоскостями приспособления.

Классификация технологических баз

16. Правило единства баз. Погрешность базирования, характер ее проявления

Правило единства баз . При назначении технологических баз заготовки следует принимать в качестве технологических баз элементы детали, являющиеся измерительными базами.

В противном случае возникает ε б - погрешность базирования по заданному размеру (это правило - для настроенного оборудования). ε б численно равна погрешности размера, связывающего измерительную и технологическую базы при их несовпадении.

Рассмотрим операцию обработки паза на горизонтально-фрезерном станке. Цель операции – обработка паза с обеспечением точности размеров паза и точности размеров, определяющих его положение на заготовке. В частности, положение дна паза может быть задано как от пов-ти 1 размером Б, так и от пов-ти 2 размером С. Настройку положения фрезы целесообразно вести от настроечной базы приспособления, совпадающей с плоскостью, в которой расположены опорные точки 1, 2, 3, реализуемые опорными элементами приспособления. Настроечным является размер Сн.

Вариант 1. Положение дна паза определяется размером Б. Измерительная база 1 не совпадает с технологической базой 2. Размер Б =А-С, а его погрешность

ωБ= ωА+ ωСн

Вариант 2. Положение дна паза задано размером С. Измерительная база 1 совпадает с технологической базой 1. Размер С формируется копированием размера Сн. В этом случае:

В варианте 1 погрешность ωБ размера Б увеличивается на величину погрешности ωА, связывающего базы. Возникает погрешность базирования ε б = ωА

Для того чтобы заготовка сохраняла определенность базирования, необходимо силовое замыкание между базами заготовки и элементами станочного приспособления, т.е. закрепление заготовки. Однако при этом возникает некоторое смещение баз заготовки относительно положения, достигнутого при базировании, т.е. погрешность закрепления ε з ; она определяется как колебание положения измерительной базы относительно настроенного на размер инструмента, возникающее вследствие смещения техн. баз заготовок при их закреплении.

Смещение происходит в рез-те деформаций З, установочных элементов и корпуса приспособления. Наибольшую величину составляют контактные упругопластические деформации «у» в стыке «база З – установочный элемент приспособления»:

ε з =у=С . Q n . cosα ,

где С – коэф, характ. вид контакта, состояние материала и микрогеометрию (шерохов., волнистость) базовых пов-тей З и приспособления. Q – усилие, приходящееся на один опорный элемент; n – показатель степени, зависящий от характера деформаций.

ε з носит случайный характер из-за колебаний усилия закрепления, твердости, шероховатости, волнистости базовых пов-тей З, состояния базовых пов-тей установочных элм приспособлений в процессе обработки партии З.

При установке приспособления с заготовкой относительно инструмента необходимо учитывать погрешность приспособления :

ε пр = f(ε изг ; ε изн ; ε ус ) ,

где εус – погр. установки присп. на станке. При использовании одного ПР погрешность установки и изготовления – постоянные систематические величины, а погр. износа – сист. переменная величина. Эти погрешности устраняются настройкой станка. Если много ПР, то погр. приспособления – случайная величина:

ε пр =;

Δε у =.

Погрешность установки – случайная величина.

17. Основные принципы формирования технологического маршрута изготовления деталей. Определение оптимальных маршрутов обработки отдельных поверхностей деталей

В начале маршрута выполняется подготовка чистовых технологических баз (ТБ).

Маршрут делится на две части: до и после упрочняющей термообработки

Черновая обработка разделяется с чистовой обработкой в пространстве (разные станки) и во времени. Причина: повышенный износ оборудования и снижение внутренних напряжений между черновой и чистовой операцией.

В особых случаях (нежесткие детали) между черновыми и чистовыми операциями следует вводить отжиг и нормализацию для снижения уровня внутренних напряжений, появившихся после черновой операции.

Чем точнее поверхность или легкоповреждаемая поверхность (резьба, зуб), тем позднее они должны быть обработаны окончательно. После операции абразивной обработки в тех. маршрут необходимо заложить операцию «мойка».

После операции, где возможно появление заусенцев необходимо ввести операцию «зачистка заусенцев».

В маршруте должны быть предусмотрены контрольные операции: промежуточная контрольная операция вводится после тех операций, где возможно появление брака.

На каждом из этапов присутствует несколько технологических операций. Содержание операций зависит от типа производства и использования принципа формирования маршрута: концентрации и дифференциации.

Выбор маршрутов обработки отдельных поверхностей. Задачей этапа является выбор последовательности методов обработки и числа технологических переходов, необходимых для экономичного превращения поверхностей заготовки в поверхности готовой детали. Исходными данными являются: материал детали и его состояние, требование точности, предъявляемые к поверхности, способ получения и точностные характеристики заготовки. Порядок выбора следующий: 1) для каждой из пов-тей необходимо определить метод (точение, фрезерование и т.д.) и вид (черновая, чистовая и т.д.) окончательной обработки. Это обусловит назначение окончательного технологического перехода, который обеспечит характеристики пов-ти, заданные конструктором; 2) назначить промежуточные методы и виды (технологические переходы) обработки каждой поверхности. Выбор промежуточных и окончательного способов обработки целесообразно осуществлять на основе таблиц статистических данных среднеэкономических показателей точности для различных способов обработки. Для получения требуемых показателей точности поверхности детали могут быть определены несколько вариантов тех. маршрута. Окончательное решение принимается с учетом следующих факторов:

конфигурации детали, которой принадлежит поверхность (тело вращения, корпусная, рычаг и др.)

габаритов детали, ее жесткости:

наличия технологического оборудования (для действующего производства);

необходимости обработки с одного установа технологических комплексов поверхностей – поверхностей, связанных друг с другом требованиями пространственного расположения (как правило, основные и вспомогательные конструкторские базы);

экономических показателей вариантов – трудоемкости, себестоимости;

типа производства.

При назначении промежуточных способов обработки исходят из того, что каждый последующий способ должен повышать точность в среднем на один квалитет (степень). На черновых техн. переходах возможно повышение точности на 2-3 квалитета (степени).

18. Рациональная настройка на размер при выполнении обработки детали. Методы размерной настройки. Порядок настройки по эталону, по контрольным калибрам, по пробным деталям, взаимозаменяемые настройки

Размерная настройка заключается в согласованной установке РИ, рабочих органов станка, станочного приспособления с установленной в нем заготовкой в положение, которое с учетом явлений, происходящих при обработке, обеспечивает получение заданного размера или иного геометрического параметра в установленных пределах. Рациональная настройка должна обеспечивать требуемую точность обработки так, чтобы изменения и рассеяния размеров при обработке укладывались в технологический допуск.

Методы Р/настройки. В настоящее время применяются: статическая настройка; настройка по пробным заготовкам с помощью рабочего калибра и настройка с помощью универсального мерительного инструмента по пробным заготовкам.

Порядок настройки по эталону (статический метод настройки): 1)необходимое положение инструмента достигается доведением его режущих кромок до соприкосновения с соответствующими поверхностями эталона, установленного в приспособлении на месте заготовки.2) контроль положения инструмента относительно эталона производят с помощью металлических щупов, индикаторов.3) конечное положение суппорта с установленным инструментом фиксируется с помощью упора. 4) после закрепления инструмента суппорт отводят в исходное положение, эталон снимают и на его место устанавливают обрабатываемую заготовку. Многоинструментная технологическая наладка в крупносерийном и массовом производстве.

Порядок настройки по контрольным калибрам (динамический метод настройки): 1) методом пробных ходов и замеров максимально приблизить размер детали к калибру, 2)контрольная обработка 1-2 заготовок, 3) если размер находится в пределах поля допуска, то настройка считается верной. Массовое и крупносерийное производство.

Порядок настройки по пробным деталям (динамический метод настройки): 1) методом пробных ходов и замеров максимально приближают положение инструмента к настроечному, 2) обрабатывают партию заготовок с последующим измерением размеров деталей, 3) определяют фактический уровень настройки (среднее арифметическое), 4) определяют погрешность настройки как смещение центра группирования мгновенного поля рассеяния относительно размера настройки. 5) сравнивают величину погрешности настройки с заданным допуском. Допуск настройки – погрешность измерения и погрешность регулирования. 6) если погрешность находится в пределах допуска настройки, то настройка считается верной.

Взаимозаменяемые настройки.

При взаимозаменяемых настройках изношенные или вышедшие из строя по причине поломки режущие инструменты заменяют такими же без дополнительной поднастройки. Этот прием обеспечивает сокращение вспомогательного времени на замену инструмента и подналадку оборудования.

Постоянство настроечного размера достигается при неизменном координатном размере А с постоянными размерами инструмента LР.

Базовый размер LР после переточки в таком инструменте восстанавливается регулированием по концевым мерам или в специальном индикаторном приспособлении. Настройка инструмента на заданный размер осуществляется заблаговременно до установки его на станок, и поэтому она не снижает существенно производительности процесса обработки деталей.

19. Погрешности от износа инструмента и от упругих деформаций заготовки

Износ РИ происходит в результате высокого давления, температуры в зоне резания и скорости относительного перемещения контактных поверхностей инструмента и заготовки. Независимо от типа и назначения все инструменты изнашиваются по задней поверхности.

Площадка износа по задней поверхности, определяемая ее шириной h3 обусловливает появление размерного износа И в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности. Следствием этого является изменение настроечной глубины t Н и появление погрешности обработки ∆И из-за износа режущего инструмента. В рассматриваемом случае она составляет на диаметр величину ∆И = 2И.

Характерная кривая износа инструмента по задней поверхности в условиях работы, исключающих хрупкое разрушение инструмента, показывает, что в период начального износа (участок /) происходит наиболее интенсивный износ. В это время происходит приработка режущего лезвия. Начальный износ ИН и продолжительность работы LН зависят от материалов инструмента и заготовки, режима резания и качества заточки инструмента. На участке // нормального износа, величина износа И// пропорционально пути резания L//. Интенсивность износа на этом участке принято оценивать относительным износом ИО:

Величина относительного износа зависит от условий выполнения процесса резания. В справочной литературе приведены данные по ИО (мкм/км) для различных видов и условий обработки. Установлено, что существует оптимальное значение скорости резания, при которой величина ИО минимальна. Увеличение подачи приводит к существенному росту ИО, увеличение глубины незначительно увеличивает ИО. При повышении жесткости станка износ РИ заметно снижается. Участок /// катастрофического износа инструмента сопровождается выкрашиванием режущего лезвия и поломками инструмента вследствие ослабления режущего клина и роста усилий и температуры резания, действующих на инструмент. Величина

где L – длина пути резания в прогнозируемый момент. Для точения

где d и l - диаметр и длина обрабатываемой заготовки. So – подача на оборот. Погрешность износа ∆И является систематической закономерно изменяющейся в период стойкости РИ. Уменьшить величину погрешности износа можно путем повышения износостойкости инструментов: 1) оптимизацией геометрии РИ. 2) Применением спец. методов повышения износостойкости РИ (покрытия, ионная имплантация, лазерное и электроискровое легирование и т.д.). 3) Воздействием на зону резания с целью снижения ее физико-механических характеристик и, следовательно, уменьшением силовых и тепловых нагрузок на РИ.

Упругие деформации элементов замкнутой технологической системы СПИД возникают под действием усилия резания. В первую очередь будут иметь влияние деформации под действием радиальной составляющей РУ усилия резания (это при обтачивании диаметра). Ожидаемый (настроечный) диаметр детали: dН= dЗАГ-2tН, где tН – настроечная глубина резания. В процессе резания возникает радиальное усилие РУ, под действием которого и его реакции в радиальном направлении упруго деформируются элементы технологической системы на величины: УСУП – деформация суппорта; УЗАГ – деформация заготовки; УПБ – деформация шпиндельного узла (передней бабки). Эти деформации ведут к изменению глубины по сравнению с настроечной на величину

∆t= УСУП + УПБ + УЗАГ.

Фактическое значение диаметра детали dФ составит:

dФ = dЗАГ-2(tН – ∆ tН)= dЗАГ-2 tН +2∆ tН.

Возникает погрешность упругих деформаций элементов технологической системы ∆У, численно равная:

∆У = 2∆ tН =2(УПБ +УЗАГ+УСУП). ∆У – случайная величина.

20. Погрешность от неточности оборудования. Суммарная погрешность обработки

Геометрические неточности станка вызывают отклонения размеров, формы и расположения обрабатываемых поверхностей. Эти погрешности полностью или частично переносятся на обрабатываемые заготовки в виде постоянных систематических погрешностей геометрических неточностей станка Δст. Например, в случае непараллельности «а» оси вращения заготовки траектории продольного перемещения суппорта с резцом (рис. 2.5, а) в горизонтальной плоскости возникает погрешность диаметра обтачиваемого цилиндра

Δ d = d + 2а.

Обработанная поверхность получает погрешность формы в продольном сечении в виде конусности.

При непараллельности оси вращения относительно направляющих в вертикальной плоскости обрабатываемая поверхность приобретает форму гиперболоида вращения, приращение радиуса Δr которого составляет

Δ r =

Передний центр «бьет», т. е. расположен эксцентрично относительно оси вращения шпинделя, ось заднего центра совпадает с осью вращения; ось обточенной поверхности не совпадает при этом с линией центров заготовки.

Рис. 2.6. Влияние биения переднего центра на точность обработки

Если заготовка обтачивается за две установки (с перевертыванием ее и перестановкой поводкового хомутика), то деталь получается двухосная. Так как угловое положение хомутика ничем не лимитировано, то в общем случае эти оси перекрещиваются, а в частном случае могут пересекаться под углом а = 180 - 2β, где угол β определяется из равенства sin β= а/ L .

Здесь а - смещение центра передней бабки; L - расстояние между центрами.

Износ рабочих поверхностей станков увеличивает первоначальную величину Δст вследствие изменения взаимного расположения отдельных узлов станков. Одной из важных причин является износ направляющих поверхностей.

Таким образом, суммарную погрешность Δст можно считать систематически изменяющейся величиной. Уменьшить ее влияние можно за счет повышения точности оборудования, изменения конструкции направляющих.

Суммарная погрешность механической обработки является следствием действия первичных элементарных погрешностей, рассмотренных ранее. Определение суммарных погрешностей отдельных операций технологического процесса механической обработки необходимо для правильного назначения технологических допусков при проектировании технологических процессов и анализа точности окончательных операций.

Суммарную погрешность ΔΣ или поле рассеяния выполняемого размера, можно выразить в общем виде функциональной зависимостью

ΔΣ=f(Δεу, ΔН, ΔСТ, ΔУ, ΔТ, ΔИ)

Если Δεу, ΔН, ΔСТ, ΔУ, ΔТ, ΔИ→min и независимы, то погрешности можно Σ по методу максимума-минимума.

ΔΣ=Δεу+ΔН+ΔСТ+ΔУ+ΔТ+ΔИ

Не учитывает реальных комбинаций и взаимосвязей элементарных погрешностей,

Дает завышенные значения погрешности.

Увеличение припусков.

При вероятностном методе суммирования первичные погрешности рассматриваются как случайные величины с определенными законами вероятностного распределения.

где ki – коэф относительного рассеяния первичных погрешностей.

Суммарная погрешность механической обработки будет равна

Часто при расчетах суммарной погрешности вместо коэффициентов ki используют величины λi – относительные средние квадратичные отклонения i- тых погрешностей.

В этом случае суммарная погрешность

Δεу, ΔН, ΔУ – распределение этих величин близко к нормальному

ΔСТ, ΔТ, ΔИ – распределение подчиняется закону равной вероятности .

21. Область применения станков с ЧПУ. Системы управления станками. Системы координат на станках с ЧПУ. Требования, предъявляемые к заготовкам, обрабатываемым на станках ЧПУ. Особенности проектирования

Область применения станков, технологические возможности. Станки с ЧПУ представляют собой автоматы или полуавтоматы, подвижные органы которых совершают рабочие и вспомогательные движения автоматически по заранее установленной управляющей программе (УП), записанной на программоносителе в цифровой форме. Основная область применения станков с ЧПУ - среднесерийное производство. Наибольший эффект применение станков с ЧПУ дает при обработке деталей со сложной конфигурацией при партии запуска более 15-20 штук.

Основные преимущества использования станков с ЧПУ:

повышение производительности труда за счет увеличения концентрации операций, сокращения временных затрат на переустановку, транспортировку заготовок;

обеспечение высокой точности обработки, т. к. процесс обработки автоматизирован и не зависит от квалификации станочника;

гибкость производства за счет быстрой переналадки оборудования;

уменьшение потребного количества оборудования;

снижение квалификации станочников;

возможность многостаночной работы.

К негативным явлениям, имеющим место при использовании станков с ЧПУ, можно отнести следующие:

высокая стоимость оборудования;

затраты на подготовку управляющих программ;

повышение затрат на эксплуатацию и ремонт оборудования;

высокая стоимость режущих инструментов.

Системы управления.

Современные станки с ЧПУ в зависимости от вида обработки могут иметь различные системы управления, реализующие движения рабочих органов.

Позиционные с цифровой индексацией (Ф1) обеспечивают перемещение рабочих органов в заданные точки без задания траектории перемещения. Перемещение происходит по двум или трем взаимноперпендикулярным направлениямпоследовательно. На световом табло такой системы непрерывно указываются численные значения координат подвижных органов станка. Часто система оборудуется пультом с панелью набора координат.

Позиционные системы без индикации (Ф2) или контурные прямоугольные представляют то же самое, что и вышеприведенные, однако не имеют устройств цифровой индексации и ввода данных.

Контурные системы (ФЗ) с линейными или круговыми интерполяторами обеспечивают движение рабочих органов станка одновременно по двум или трем координатам по заданной траектории.

Комбинированные системы (Ф4) сочетают в себе качества позиционных и контурных систем.

Кроме того, в обозначения моделей станков вводятся индексы, отражающие конструктивные особенности станка, связанные со сменой инструментов: Р - смена инструмента поворотом револьверной головки; М - автоматическая смена инструмента из магазина.

По числу управляемых движений (координат) системы ЧПУ могут быть двух-, трех-, четырех-, пяти- и многокоординатными. Количество управляемых координат является важной технологической характеристикой станка. Так, для токарных и шлифовальных достаточно двух; для сверлильных и расточных - трех, фрезерных - пяти управляемых координат.

Системы координат

Для программирования перемещений применяются два способа отсчета перемещений: абсолютный и относительный (в приращениях).

При абсолютном способе отсчета положение начала координат остается постоянным для всей траектории перемещений инструмента. На программоносителе записываются абсолютные значения координат опорных точек траектории. Для удобства программирования и настройки положение начала координат может быть выбрано в любом месте в пределах рабочих ходов подвижных органов («плавающий нуль»). При таком способе отсчета целесообразно применять координатный способ простановки размеров у обрабатываемых деталей, тогда операционные размеры совпадут с заданными чертежом.

В относительном способе отсчета координат за нулевое каждый раз принимается положение рабочего органа, которое он занимал перед началом очередного перемещения к новой опорной точке. В программу вводятся приращения координат при переходе от предыдущей к последующей опорной точке. Лучшим вариантом простановки размеров и детали в этом случае является цепочный. При этом накапливаются погрешности перемещений.

Точность обработки в значительной мере определяется тем, с какой точностью обеспечивается выход рабочих органов на заданные координаты - точностью позиционирования.

Режимы обработки могут изменяться при выполнении переходов или внутри отдельных переходов, что позволяет оптимизировать процесс обработки сложных поверхностей.

Разработка технологических операций

При проектировании технологической операции на станке ЧПУ особое внимание уделяют технологическим переходам. Для них разрабатывают траектории относительных рабочих и вспомогательных перемещений инструмента и заготовки, после чего приступают к программированию.

Основной системой координат, в которой осуществляются перемещения рабочих органов станка, является система координат станка (СКС). Расположение и обозначения осей координат, отвечающие направлениям независимых управляемых движений принимается в соответствии со стандартом ISO - R841. В основу положена ортогональная правая система координат с осями X, Y, Z. За положительные направления принимают такие, при которых инструмент и заготовка удаляются друг от друга. При этом ось Z совмещена с осью вращения инструмента или заготовки, а ось X всегда горизонтальна (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Взаимосвязь систем координат токарного станка с ЧПУ

Положение нулевой точки станка («нуль станка») стандартами не установлено. Обычно нулевая точка совмещается с базовой точкой узла, несущего заготовку, зафиксированного в таком положении, чтобы все перемещения рабочих органов станка в СКС описывались положительными координатами. Базовыми точками служат: для шпинделя - точка пересечения торца шпинделя с осью вращения; для крестового стола - точка пересечения его диагоналей; для поворотного" стола - точка пересечения плоскости с осью вращения стола и т.д.

Система координат детали (СКД) служит для задания координат опорных точек траектории относительного движения инструмента. Опорными точками называют точки начала, конца, пересечения или касания геометрических элементов, из которых образованы линии контура детали и траектории движения инструментов. СКД выбирает технолог по следующим рекомендациям:

Начало СКД - «нуль детали» следует располагать так, чтобы большинство опорных точек имели положительные координаты;

координатные плоскости должны быть совмещены или параллельны технологическим базам заготовки;

направление осей должно быть таким же, как и в СКС;

координатные оси СКД необходимо совмещать с осями симметрии заготовки или с возможно большим числом размерных линий.

Система координат инструмента (СКИ) предназначена для задания положения режущего лезвия инструмента относительно устройства, в которое он установлен. Оси СКИ параллельны и направлены в туже сторону, что и оси СКС. Начало СКИ («нуль инструмента») выбирают с учетом особенности установки и настройки инструмента на станке: в базовой точке инструментального блока, суппорта, шпинделя.

Вершина инструмента, точка на оси инструмента, являющиеся настроечными точками, используются в качестве расчетных при вычислении траектории инструмента.

Положение исходной точки траектории выбирается с учетом удобства установки заготовки и смены инструмента.

Положение нуля детали может быть перенесено в любую точку («плавающий нуль»), в том числе и за пределы контура детали, если это облегчит процесс программирования или повысит точность получения размеров.

Координаты вершины инструмента Wz и Wx при наладке могут не выдерживаться, если возможно «обнуление», т.е. фиксация вершины инструмента в СКС с помощью специальных датчиков фиксации.

При определении состава токарной операции по числу и последовательности переходов контур детали делят на зоны. Можно выделить два вида зон: выборки массивов материала и контурные. Для удаления напусков из зон массивов следует применять типовые схемы траекторий обработки и постоянные типовые циклы, имеющиеся в программном обеспечении станков с ЧПУ.

На станках с ЧПУ выгодно обрабатывать детали сложной конфигурации, которая требует большого количества технологических переходов и переходов с контурной обработкой. К основным требованиям технологичности конструкции заготовки относ:

Стандартизация и унификация элементов конструкции;

Упрощение геометрических форм;

максимальная инструментальная доступность;

22. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения

Качество продукции - совокупность свойств продукции, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Свойства, составляющие качество продукции, характеризуются непрерывными или дискретными величинами, называемыми показателями качества продукции. Они могут быть абсолютными, относительными, удельными.

Показатель качества продукции, характеризующей одно ее свойство, называется единичным, два свойства и более - комплексным. Относительная характеристика качества продукции, основанная на сравнении ее с соответствующей совокупностью базовых показателей, называется уровнем качества продукции. При оценке уровня используются как технические так и экономические данные.

Важный элемент в управлении качеством продукции - установление обоснованных заданий на выпуск продукции с определенными значениями показателей, которые должны быть достигнуты за определенный период времени.

Задания и мероприятия по повышению качества продукции разрабатываются с учетом результатов анализа выпускаемой продукции, исходя из основных направлений развития отраслей, прогнозов технического прогресса, требований прогрессивных стандартов.

Качество машин характеризуется рядом показателей:

технический уровень (мощность, кпд, производительность)

производственно - технологические показатели (затраты и средства на изготовление, эксплуатацию, тех. обслуживание и ремонт)

эксплуатационные показатели (надежность изделия, эргономическая характеристика, эстетическая оценка)

При оценке качества изделия следует учитывать степень его патентной чистоты.

23. Методы достижения точности при сборке

При выполнении сборочных работ возможны ошибки во взаимном расположении деталей и узлов, их повышенные деформации, несоблюдение в сопряжениях необходимых зазоров или натягов.

Погрешности сборки вызываются рядом причин: отклонением размеров, формы и расположения поверхностей сопрягаемых деталей; несоблюдения требований к качеству поверхностей деталей; неточной установкой и фиксацией элементов машины в процессе ее сборки; низким качеством пригонки и регулирования сопрягаемых деталей; несоблюдение режима сборочной oпeрации; геометрическими неточностями сборочного оборудования и тех. оснастки; неправильной настройкой оборудования. Точность сборки можно решить с использованием анализа размерных цепей собираемого изделия. Достичь необходимой точности сборки - значит получить размер замыкающего звена размерной цепи, не выходящей за пределы допускаемых отклонений. Также точность сборки может быть обеспечена методами полной взаимозаменяемости, неполной (частичной) взаимозаменяемости, групповой взаимозаменяемости, регулирования и пригонки.

Сборка методом полной взаимозаменяемости может быть осуществлена, если допуск замыкающего звена рассчитывают по предельным значениям допуска на размеры составляющих звеньев. Метод целесообразен в серийном и массовом производстве при коротких размерных цепях и отсутствии жестких допусков на размер замыкающего звена.

Сборка методом неполной (частичной) взаимозаменяемости заключается в том, что допуски на размеры деталей, составляющие размерную цепь, преднамеренно расширяют для удешевления производства. Метод целесообразен в серийном и массовом производствах для многозвенных цепей.

Сборка методом групповой взаимозаменяемости заключается в том, что детали изготавливают с расширенными полями допусков, а перед сборкой сопрягаемые детали сортируют на размерные группы для обеспечения допуска посадки.

Сборка методом регулирования заключается в том, что необходимая точность размера замыкающего звена достигается путем изменения размера заранее выбранного компенсирующего звена. Метод целесообразен в мелкосерийном производстве.

Сборка методом пригонки заключается в достижении заданной точности сопряжения путем снятия с одной из сопрягаемых деталей необходимого слоя материала шабрением, притиркой или другим способом. Метод трудоемок и целесообразен в единичном и мелкосерийном производстве.

24. Статистическая оценка точности с помощью построения кривых распределения размеров

Основным требованием, предъявляемым к техпроцессам, является обеспечение заданной точности изготовления деталей. Поэтому при проектировании техпроцесса необходимо знать, какую точность обеспечивают те или иные методы обработки. Существуют два метода расчета точности:

Аналитический метод требует исследования всех первичных погрешностей обработки. В силу своей сложности его применяют в отдельных случаях.

Статистический метод основан на теории вероятности и математической статистике, позволяющих установить закономерность погрешностей.

Все погрешности, возникающие при мех. обработке, делят на две группы: Систематические, возникающие от действия определенных факторов и имеющие закономерный характер (ошибки шага винта, наладка и т. д.) Случайные, возникающие по многим причинам и не имеющие определенной закономерности (неточности закрепления, твердость заготовок и т. д.) Пользуясь методами математической статистики, можно установить закономерность как случайных, так и систематических погрешностей, возникающих при обработке. Производят измерение фактических размеров деталей всей партии. По полученным данным строят кривую распределения. При небольшом числе деталей в партии построение кривой ведут по полученным размерам деталей. Для крупной партии разность между наибольшим и наименьшим фактическими размерами измерений деталей разбивают на равные интервалы и определяют число деталей, размеры которых находятся в пределах данного интервала.

Построение кривой распределения проводят: по оси абсцисс откладывают в выбранном масштабе поле рассеивания размеров или поле допуска, разделенное на принятое число интервалов, а по оси ординат - абсолютную чистоту. Поскольку в пределах каждого интервала находятся детали с разными размерами, то для построения точек кривой определяют среднее арифметическое значение данного интервала и из найденной таким образом точки восстанавливают перпендикуляр. После соединения точек получают ломаную линию. При увеличении числа деталей в партии ломаная линия приближается к плавной кривой, которая называется кривой распределения.

Исследования с помощью математической статистики позволяют:

Определить точность техпроцессов

Определить вероятность получения деталей с размерами в интервалах для допуска.

25. Статистическая оценка точности обработки с помощью точечных диаграмм

Метод основан на построении точечных диаграмм, характеризующих изменение контролируемого параметра точности в процессе обработки партии заготовок. По оси абсцисс откладывают номера i обработанных деталей в той последовательности, как они сходят со станка. По оси ординат в виде точек откладывают измеренные значения параметра Li Второй разновидностью точечных диаграмм являются диаграммы, где по оси абсцисс откладывают номера N мгновенных выработок деталей. Мгновенная выработка имеет объем m =5...20 деталей. По оси ординат на каждой вертикали откладывают значения параметра Li для деталей, входящих в мгновенную выработку. По точечным диаграммам можно определить момент времени, когда параметр L будет выходить за заданные пределы и вовремя провести переналадку станка на настроечный размер.

Точностная диаграмма, представляющая несколько измененную точечную диаграмму, позволяет провести количественную оценку точности технологической операции. Для этого определяют и наносят на диаграмму величины мгновенных полей рассеяния отдельных выборок, средние значения Lcp в выборках, границы допустимых значений Lср параметра L, значение настроечного размера Lh. Анализ точностной диаграммы позволяет выявить изменение во времени случайных и систематических факторов.

Управление по входным факторам:

Повышение точности геометрических параметров заготовок

Стабилизацию физико - механических характеристик и химического состава материала заготовок

Повышение геометрической точности и жесткости технологического оборудования и оснастки

Повышение точности размерной настройки

Применение износостойких инструментальных материалов

Оптимизацию условий выполнения операции

Управление по выходным параметрам основано на контроле этих параметров, создании управляющего воздействия на величины входных факторов и подналадки станка. Подналадкой станка называется процесс восстановления первоначальной точности взаимного расположения инструмента и обрабатываемой заготовки, нарушенного в процессе обработки заготовок. Управление по возмущающим воздействиям основано на контроле таких величин, как упругие деформации элементов технологической системы, температура в зоне обработки, мощность резания или одновременно комплекса параметров и использовании обратной связи с входными факторами. Наиболее часто возмущающим воздействием, используемым для регулирования, являются упругие деформации элементов технологической системы. Адаптивные системы, разработанные профессором Балакшин Б.С. уменьшают влияние упругих деформации в направлении выполняемого размера на суммарную погрешность обработки за счет стабилизации соответствующей координатной составляющей усилия резания.

26. Размерный анализ

Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин включает специальные способы выявления и фиксации связей размерных параметров детали при ее изготовлении, а также методы расчета этих параметров путем решения размерных цепей.

Размерная схема представляет собой специальный технологический документ, в котором графически представляются параметры и иллюстрируются изменения размерных параметров по мере выполнения тех. процесса. Размерные схемы подразделяют:

схема линейных размеров

схема диаметральных размеров

комбинированные (для расчета корпусных деталей)

схемы отклонений расположения (для расчета пространственных отклонений).

Используя размерную схему выявляют размерные цепи.

Размерные цепи - последовательный ряд взаимосвязанных линейных и угловых размеров, образующих замкнутый контур и отнесенных к одной детали или группе деталей. В размерных цепях один из размеров называется замыкающим, а остальные - составляющими.Различают линейные, угловые, плоскостные, пространственные размерные цепи.

Размерный анализ, выполняемый с помощью технологических операционных размерных цепей, позволяет решить задачи:

обеспечить проектирование оптимального тех. процесса и минимально необходимое число тех. операций.

установить научно обоснованные операционные размеры и тех. требования на всех операциях, что позволит спроектировать тех. процесс с минимальны ми корректировками.

установить минимально необходимые припуски, размеры заготовки, повысить коэффициент использования материала заготовки.

Графическое изображение размерных цепей в виде замкнутого контура, образуемого последовательно примыкающими друг к другу размерами, называется схемой размерных цепей.

Уравнение размерной цепи - математическое выражение, устанавливающее взаимосвязь между замыкающим и составляющими звеньями отдельной размерной цепи, входящей в размерную схему

Проектная (прямая) задача позволяет определить при ее решении промежуточные операционные размеры исходной заготовки исходя из размеров детали и проектного тех. процесса.

Проверочная (обратная) задача позволяет провести размерный анализ действующего или спроектированного процесса

27.Типовой технологический процесс изготовления вала-шестерни для различных типов производства

К валам относят детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения; имеющими одну общую прямолинейную ось при отношении длины цилиндрической части к наибольшему наружному диаметру более двух. Соответственно при 2 > L/D > 0,5-детали относят к втулкам, при L/D< 0.5 - к дискам. Валы предназначены для передачи крутящих моментов и монтажа на них различных деталей и механизмов. Если отношение длины вала к среднему диаметру L/D < 12, вал считают жестким, при L/D > 12 вал является нежестким.

План обработки детали типа вал

Заготовительная.

Для заготовок из проката: рубка прутка на прессе или резка прутка на фрезерно-отрезном или другом станке. Для заготовок, получаемых методом пластического деформирования, штамповать или ковать заготовку.

Правильная (применяется для проката).

Правка заготовки на прессе или другом оборудовании, В массовом производстве может производиться до отрезки заготовки. В этом случае правится весь пруток на правильно-калибровочном станке.

Термическая.

Улучшение, нормализация.

Подготовка технологических баз.

Обработка торцов и сверление центровых отверстий. В зависимости от типа производства операцию производят:

в единичном производстве подрезку торцев и центрование на универсальных токарных станках последовательно за два установа с установкой заготовки по наружному диаметру в патроне;

в серийном производстве подрезку торцев выполняют раздельно от центрования на продольно-фрезерных или горизонтально-фрезерных станках, а центрование - на одностороннем или двустороннем центровальном станке. Применяются фрезерно-центровальные полуавтоматы последовательного действия с установкой заготовки по наружному диаметру в призмы и базированием в осевом направлении по упору.

В крупносерийном и массовом производствах для обработки базовых поверхностей применяют фрезерно-центровальные полуавтоматы МР-71,..., МР-74, автоматы А981 и А982. Для обработки заготовку устанавливают в призмы, в осевом положении базируют по торцевой поверхности, расположенной предпочтительно по середине вала с целью равномерного распределения припуска по торцам

Токарная (черновая).

Производится точение наружных поверхностей (с припуском под чистовое точение) и канавок. Это обеспечивает получение точности 1Т12, шероховатости Ra=6.3. В зависимости от типа производства операцию выполняют:

в единичном производстве на токарно-винторезных станках;

в мелкосерийном - на универсальных токарных станках с гидросуппор тами и станках с ЧПУ;

в серийном - на копировальных станках, горизонтальных многорезцовых, вертикальных одношпиндельных полуавтоматах и станках с ЧПУ моделей 16К20ФЗ, 16К20Т1.02, 1716ПФЗО и других, работающих по полуавтоматическому циклу. Оснащенные 6- и 8-позиционными инструментальными головками с горизонтальной осью поворота или с магазином эти станки применяют для обработки заготовок со сложным ступенчатым и криволинейным профилем, включая нарезание резьб;

в крупносерийном и массовом - на многошпиндельных многорезцовых полуавтоматах; мелкие валы могут обрабатываться на токарных автоматах.

Токарная (чистовая).

Аналогична приведенной выше. Производится чистовое точение шеек (с припуском под шлифование). Обеспечивается точность 1Т9...10, шероховатость Ra =3.2.

Фрезерная.

Фрезерование шпоночных канавок, шлицев, зубьев, всевозможных лысок.

Шпоночные пазы в зависимости от конструкции обрабатывают дисковой фрезой (если паз сквозной) на горизонтально-фрезерных станках, пальцевой шпоночной фрезой (если паз глухой) на вертикально-фрезерных станках. Технологическая база - поверхности центровых отверстий или наружные цилиндрические поверхности вала. Шлицевые поверхности на валах чаще всего получают обкатыванием червячной фрезой на шлицефрезерных или зубофрезерных станках с установкой вала в центрах.

Шевинговальная. Шевинговать зубья. Операцию применяют для термообрабатываемых колес с целью уменьшения коробления зубьев, т.к. снимается поверхностный наклепанный слой после фрезерования. Повышает на единицу степень точности колеса.

Сверлильная. Сверление всевозможных отверстий.

Резьбонарезная.

На закаливаемых шейках резьбу изготавливают до термообработки. Если вал не подвергается закалке, то резьбу нарезают после окончательного шлифования шеек (для предохранения резьбы от повреждений). Мелкие резьбы у термообрабатываемых валов получают сразу на резьбошлифовальных станках.

Внутренние резьбы нарезают машинными метчиками на сверлильных, револьверных и резьбонарезных станках в зависимости от типа производства.

Наружные резьбы нарезают:

В единичном и мелкосерийном производствах на токарно-винторезных

станках плашками, резьбовыми резцами или гребенками;

в мелкосерийном и серийном производствах резьбы не выше 7-ой степени точности нарезают резьбовыми резцами, а резьбы 6-ой степени точности - резь бонарезными головками на револьверных и болторезных станках;

в крупносерийном и массовом производствах - гребенчатой фрезой на резьбофрезерных станках или накатыванием.

Термическая.

Закалка объемная или местная согласно чертежу детали.

Исправление центровых отверстий (центрошлифовальная).

Перед шлифованием шеек вала центровые отверстия, которые являются технологической базой, подвергают исправлению путем шлифования конусным кругом на центрошлифовальном станке за два установа или притираются.

Шлифовальная.

Шейки вала шлифуют на круглошлифовальных или бесцентрово-шлифо-вальных станках.

Зубошлифовальная.

Контрольная

28. Технология изготовления корпусных деталей

К корпусным относят детали, содержащие систему отверстий и плоскостей, координированных друг относительно друга. К корпусным деталям относят корпуса редукторов, коробок передач, насосов, электродвигателей и т.п.

Основные технологические задачи при изготовлении корпусов заключаются в обеспечении в установленных пределах:

Параллельности и перпендикулярности осей основных отверстий друг другу и базовым поверхностям;

соосности основных отверстий;

заданные межосевые расстояния;

точности диаметров и правильности формы отверстий,

перпендикулярности торцевых поверхностей осям отверстий;

прямолинейности плоскостей. Основные схемы базирования:

Схемы базирования корпусных деталей зависят от выбранной последовательности обработки. При обработке корпусов используются следующие последовательности:

а) обработка от плоскости, т.е. сначала обрабатывают окончательно установочную плоскость, затем ее принимают за установочную технологическую базу и относительно нее обрабатывают основные отверстия;

б) обработка от отверстия, т.е. сначала обрабатывают окончательно основное отверстие, оно принимается за технологическую базу, а затем от него обрабатывают плоскость.

Последовательность механической обработки корпуса

призматического типа с плоским основанием и основным отверстием с осью, параллельной основанию:

Заготовительная.

Заготовки корпусов из серого чугуна отливают в песчано-глинистые, металлические (кокиль) или оболочковые формы, из стали - в песчано-глинистые формы, кокиль или по выплавляемым моделям. Заготовки из алюминиевых сплавов отливают в кокиль или литьем под давлением. В единичном и мелкосерийном производствах применяют сварные корпуса из стали. Корпуса могут быть сборными.

Заготовки корпусных деталей перед механической обработкой проходят ряд подготовительных операций.

Подготовительные операции:

Термическая. Отжиг (низкотемпературный) для уменьшения внутренних напряжений.

Обрубка и очистка заготовки.

У отливок удаляют литники и прибыли на прессах, ножницах, ленточными пилами, газовой резкой и т.д. Очистка отливок от остатков формовочных смесей и зачистка сварных швов у сварных заготовок производится дробеструйной или пескоструйной обработкой.

Малярная.

Грунтовка и окраска необрабатываемых поверхностей (для деталей не подвергаемых в дальнейшем термообработке). Операция производится с целью предохранения попадания в работающий механизм корпуса чугунной пыли, обладающей свойством «въедаться» в неокрашенные поверхности при механической обработке.

Контрольная,

Проверка корпуса на герметичность. Применяется для корпусов, заполняемых при работе маслом. Проверка производится ультразвуковой или рентгеновской дефектоскопией. В единичном производстве или при отсутствии дефектоскопии проверка может производиться при помощи керосина и мела.

Для деталей, работающих под давлением, применяется проверка корпуса под давлением.

Разметочная.

Применяется в единичном и мелкосерийном производствах. В остальных типах производств может применяться для сложных и уникальных заготовок с целью проверки «выкраиваемости» детали.

Основные операции механической обработки:

Фрезерная (протяжная).

Фрезеровать или протянуть плоскость основание предварительно и окончательно или с припуском под плоское шлифование (при необходимости).

Технологическая база - необработанная плоскость параллельная обрабатываемой поверхности. Оборудование:

в единичном и мелкосерийном производствах - вертикально-фрезерный или строгальный станки;

в серийном - продольно-фрезерный или продольно-строгальный станки;

В крупносерийном и массовом - барабанно- и карусельно-фрезерные, плоскопротяжные, агрегатно-фрезерные станки

Сверлильная.

Сверлить и зенковать (при необходимости) отверстия в плоскости основания. Развернуть два отверстия, используемых при базировании.

Технологическая база - обработанная плоскость основания. Оборудование -радиально-сверлильный станок или сверлильный с ЧПУ, в массовом и крупносерийном производствах - многошпиндельный сверлильный станок или aгpeгатный станок.

Фрезерная.

Обработка плоскостей, параллельных базовой (при их наличии).

Технологическая база - плоскость основания. Оборудование- аналогичное первой фрезерной операции.

Фрезерная.

Обработка плоскостей, перпендикулярных базовой (торцы основных отверстий).

Технологическая база - плоскость основания и два точных отверстия. Оборудование - горизонтально-фрезерный или горизонтально-расточной станок.

Расточная.

Растачивание основных отверстий (предварительное и окончательное или с припуском под тонкое растачивание).

Технологическая база - та же. Оборудование: - единичное производство -универсальный горизонтально-расточной станок;

Мелкосерийное и среднесерийное - станки с ЧПУ расточно-фрезерной группы и многоопераиионные станки;

Крупносерийное и массовое - агрегатные многошпиндельные станки. Сверлильная.

Сверлить, зенковать (при необходимости), нарезать резьбу в крепежных отверстиях,

Технологическая база - та же. Оборудование: радиально-сверлильный, сверлильный с ЧПУ, многооперационный, сверлильный многошпиндельный или агрегатный станки (в зависимости от типа производства)

Плоскошлифовальная.

Шлифовать (при необходимости) плоскость основания,

Технологическая база - поверхность основного отверстия или обработанная плоскость, параллельная базовой (в зависимости от требуемой точности расстояния от базовой плоскости до оси основного отверстия). Оборудование - плоскошлифовальный станок с прямоугольным или круглым столом.

Алмазно-расточная.

Тонкое растачивание основного отверстия,

Технологическая база - базовая плоскость и два отверстия. Оборудование -алмазно-расточной станок.

Контрольная.

Нанесение антикоррозионного покрытия.

Особенности обработки разъемных корпусов:

В маршрут обработки разъемных корпусов дополнительно к вышеприведенным операциям включают:

обработку поверхности разъема у основания (фрезерная);

обработку поверхности разъема у крышки (фрезерная);

обработку крепежных отверстий на поверхности разъема основания (сверлильная);

обработку крепежных отверстий на поверхности разъема крышки (сверлильная);

сборку корпуса промежуточную (слесарно-сборочная операция);

обработку двух точных отверстий (обычно сверлением и развертыванием) под цилиндрические или конические штифты в плоскости разъема собранного корпуса. Дальнейшая обработка корпуса производится в сборе.

29. Алгоритм проектирования техпроцессов сборки изделий. Организационные формы сборочных техпроцессов

Алгоритм:

анализ исходных данных.

разработка технологической схемы сборки.

определение типа производства. Выбор организационной формы сборки.

выбор технологических баз.

составление технологического маршрута сборки.

разработка технологических операций.

определение требований техники безопасности.

выбор оптимального варианта.

оформление техпроцесса.

Организационные формы сборки:

перемещение объекта сборки а) стационарная

б) подвижная -свободное перемещение

Принудительное перемещение

производственная организация сборки а) поточная

б) непоточная

в) групповая

формирование операций а) дифференциация

б) концентрация – последовательная

Параллельная.

30. Сборка неподвижных неразъемных соединений

Большинство неподвижных неразъемных соединений относятся к одной из трех групп:

соединения с силовым замыканием, относительная неподвижность деталей в которых обеспечивается механическими силами, возникающими в результате пластических деформаций

соединения с геометрическим замыканием, осуществляемым благодаря форме сопрягаемых деталей

Соединения, в основе которых лежат молекулярные силы: сцепление или адгезия

Сборку с нагревом (тепловой метод) охватывающей детали осуществляют в тех случаях, когда в соединении предусмотрены конструкцией значительные натяги. Нагрев применяют при сборке тяжело нагруженных соединений, требующих высокой прочности, а также когда деталь выполнена из материала, имеющего высокий коэффициент линейного расширения, а соединение подвергается воздействию повышенных температур. В зависимости от конструкции и назначения охватываемой детали ее нагревают в газовых или электрических цепях в воздушной или жидкой среде. Применяют также индукционные печи в виде стального корпуса с обмоткой. Крупные охватывающие детали нагревают переносными электроспиралями.

Силы, необходимые при сборке прессовых соединений, создают посредством прессов универсальных или специальных. Кроме силы запрессовки, при выборе пресса учитывается также возможность использования его исходя из габаритных размеров сборочной единицы и экономичность, широко распространены прессы, действующие от сжатого воздуха, прессы прямого действия, прессы со сдвоенными цилиндрами. Прессы специального назначения - пресс - скобы, в массовом производстве - многоместные запрессовочные автоматы, мелкосерийное производство - ручные прессы.

Сборка заклепочных соединений вытесняется сварными, клеевыми, резьбовыми соединениями. Сборочные единицы, подверженные большим нагрузкам, имеют заклепочные соединения. Заклепки используют также, где сопрягаются плохо свариваемые друг с другом материалы и стоимость крепления заклепками меньше стоимости резьбовых деталей. В зависимости от объема клепальных работ применяют электромеханические, пневматические, пневмогидравлические пресса и механические клепальные машины.

Сборка неподвижных разъемных соединений.

Распространенность резьбовых соединений объясняется их простотой и надежностью, удобством регулирования затяжки, возможностью разборки и повторной сборки соединения без замены детали. Применяются разновидности резьбовых соединений: для обеспечения неподвижности и прочности сопрягаемых деталей; для обеспечения прочности и герметичности; для правильности установки сопрягаемых деталей; для регулирования взаимного положения деталей.

Точность сборки соединения с одной или несколькими шпонками обеспечивается изготовлением его элементов по размерам с допусками. Размеры шпонок выполняют по системе вала, так как посадки в пазах вала и ступицы различны. При неподвижных соединениях шпонку устанавливают в паз вала плотно или с натягом, а в пазу ступицы посадка более свободная. Большое значение при сборке имеет строгое соблюдение посадок в сопряжениях шпонки с валом и охватывающей деталью. Увеличенные зазоры - одна из основных причин нарушения распределения нагрузок, смятия и разрушения шпонки. Смещение осей шпоночных пазов в валу и втулке также приводит к неправильному положению шпонки. Разборку соединения со шпонками производят сдвиганием охватывающей детали с посадочного места, а при креплении детали на конце вала - удалением шпонки из паза. В качестве инструмента употребляют мягкие выколотки.

Соединение деталей по шлицам обеспечивает более точное центрирование, а также повышенную точность. Распространены прямобочные, эвольвентные треугольные шлицевые цилиндрические соединения. В зависимости от применяемой посадки центрирующих поверхностей шлицевые соединения бывают: тугоразъемные, легкоразъемные, подвижные. При сборке шлицевых соединений полная взаимозаменяемость даже в условиях массового производства обычно не достигается из - за весьма малых зазоров, выдерживаемых в центрирующих сопряжениях.

Сборку подшипников скольжения начинают с подгонки их по валу. Перед сборкой подшипника необходимо проверять, чтобы регулировочные прокладки были чистыми, ровными и гладкими. Крепежные болты должны входить в отверстия подшипника плотно, без качки. Производят пригонку подшипника, Затем проверяют на параллельность осей.

Сборка подшипников качения. Их монтируют в сборочной единице по двум неподвижным посадкам - внутреннего кольца с валом и наружного кольца с корпусом - обычно без специальных креплений, препятствующих проворачиванию. Напрессовка подшипника качения на вал или установка его с натягом в отверстие корпуса вызывают деформацию колец, поэтому необходимо выбрать правильную посадку с учетом конкретных условий работы подшипниковых узлов в машине. Соединения подшипников качения с валом и корпусом бывают за счет натяга; посредством резьбы и т. д.

Сборка червячных передач, применяют с цилиндрическими и глобоидными червяками. При сборке выполняют работы: установку зубчатого или червячного колеса на валу; установку валов с колесами в корпусе; сборку сборочной единицы червяка и установку его в корпусе; регулирование зацепления. Установлены 12 степеней точности зубчатых передач государственным стандартом, предусматривают нормы: кинематической точности колеса, плавности работы колеса и контакта зубьев. Боковой зазор между зубьями колес является фактором, определяющим эксплуатационное качество зубчатой передачи. Зазор в зацеплении необходим для компенсации ошибок в размерах зубьев, неточности расстояния между осями зубчатых колес, изменения размеров и формы зубьев при нагреве в процессе работы передачи.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Литература

1. Обоснование выбора заготовки

Оптимальный метод получения заготовки подбирают в зависимости от ряда факторов: материала детали, технических требований по ее изготовлению, объема и серийности выпуска, формы поверхностей и размеров деталей. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость считается оптимальным.

В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы:

литье;

обработку металлов давлением;

сварку;

комбинации этих методов.

Каждый из вышеперечисленных методов содержит большое число способов получения заготовок.

В качестве метода получения заготовки принимаем обработку металла давлением. Выбор обоснован тем, что материалом детали является конструкционная сталь 40Х. Дополнительным фактором, определяющим выбор заготовки, является сложность конфигурации детали и тип производства (условно принимаем что деталь изготавливается в условиях серийного производства. Принимаем штамповку на горизонтально-ковочных машинах.

Данный тип штамповок позволяет получать заготовки минимальной массой 0,1 кг, 17-18 квалитета точности с шероховатостью 160-320 мкм в условиях мелкосерийного производства.

заготовка машиностроение маршрут деталь

2. Разработка маршрута обработки детали

Маршрут обработки детали:

Операция 005. Заготовительная. Штамповка на КГШП.

Заготовительный цех.

Операция 010. Фрезерная.

Сверлильно-фрезерно-расточной станок 2254ВМФ4.

1. Фрезеровать плоскость, выдерживая размер 7.

2. Сверлить 2 отверстия D 12,5.

3. Зенкеровать отверстие D 26,1.

4. Зенкеровать отверстие D32.

5. Зенкеровать отверстие D35,6.

6. Развернуть отверстие D36.

7. Зенковать фаску 0,5 х 45 0 .

Операция 015. Токарная.

Токарно-винторезный 16К20.

1. Подрезать торец, выдерживая размер 152.

2. Точить поверхность D37, выдерживая размер 116.

3. Точить 2 фаски 2 х 45 0 .

4. Нарезать резьбу М30х2.

Операция 020. Фрезерная

Вертикально-фрезерный 6Р11.

1. Фрезеровать поверхность, выдерживая размеры 20 и 94.

Операция 025. Вертикально-сверлильная.

Вертикально-сверлильный 2Н125.

Установ 1.

1. Сверлить 2 отверстия D9.

2. Сверлиль отверстие D8,5.

3. Нарезать резьбу К1/8 / .

Установ 2.

1. Сверлить отверстие D21.

2. Сверлить отверстие D29.

Операция 030 Слесарная.

Притупить острые кромки.

Операция 035. Технический контроль.

3. Выбор технологического оборудования и инструмента

Для изготовления детали "Наконечник" подбираем следующие станки

1. Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ и инструментальным магазином 2254ВМФ4;

2. Токарно-винторезный станок 16К20;

3. Вертикально-фрезерный станок 6Р11;

4. Вертикально-сверлильный станок 2Н125.

В качестве станочных приспособлений используем: для токарной-операции - 4-х кулачковый патрон, для остальных операций - специальные приспособления.

При изготовлении данной детали используется следующий режущий инструмент:

Фреза торцевая с механическим креплением многогранных пластин: фреза 2214-0386 ГОСТ 26595-85 Z = 8, D = 100 мм.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 8,5 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0020 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 9 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0023 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 12,5 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0040 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 21 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0073 ГОСТ 10903-77.

Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 29 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0100 ГОСТ 10903-77.

Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 26 мм. длиной 286 мм для обработки сквозного отверстия. Обозначение: 2323-2596 ГОСТ 12489-71.

Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 32 мм. длиной 334 мм. для обработки глухого отверстия. Обозначение: 2323-0555 ГОСТ 12489-71.

Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 35,6 мм. длиной 334 мм. для обработки глухого отверстия. Обозначение: 2323-0558 ГОСТ 12489-71.

Развертка машинная цельная с коническим хвостовиком D36 мм. длиной 325 мм. Обозначение: 2363-3502 ГОСТ 1672-82.

Зенковка коническая типа 10, диаметром D = 80 мм. с углом при вершине 90. Обозначение: Зенковка 2353-0126 ГОСТ 14953-80.

Резец правый проходной упорный отогнутый с углом в плане 90 o типа 1, сечения 20 х 12. Обозначение: Резец 2101-0565 ГОСТ 18870-73.

Резец токарный резьбовой с пластинкой из быстрорежущей стали для метрической резьбы с шагом 3 типа 1, сечения 20 х 12.

Обозначение: 2660-2503 2 ГОСТ 18876-73.

Метчик машинный 2621-1509 ГОСТ 3266-81.

Для контроля размеров данной детали, применяем следующий мерительный инструмент:

Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89;

Штангенциркуль ШЦ-II-400-0,05 ГОСТ 166-89.

Для контроля размера отверстия D36 используем калибр - пробку.

Набор образцов шероховатости 0,2 - 0,8 ШЦВ ГОСТ 9378 - 93.

4. Определение промежуточных припусков, допусков и размеров

4.1 Табличным методом на все поверхности

Необходимые припуски и допуски на обрабатываемые поверхности выбираем по ГОСТ 1855-55.

Припуски на механическую обработку детали "Наконечник"

4.2 Аналитическим методом на один переход или на одну операцию

Расчет припусков аналитическим методом производим для поверхности Шероховатость Ra5.

Технологический маршрут обработки отверстия состоит из зенкерования, чернового и чистового развертывания

Технологический маршрут обработки отверстия состоит из зенкерования и чернового, чистового развертывания.

Расчет припусков производим по следующей формуле:

(1)

где R - высота неровностей профиля на предшествующем переходе;

- глубина дефектного слоя на предшествующем переходе;

- суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения осей, позиционное) на предшествующем переходе;

- погрешность установки на выполняемом переходе.

Высоту микронеровностей R и глубину дефектного слоя для каждого перехода находим в таблице методического пособия.

Суммарное значение, характеризующее качество поверхности штампованных заготовок составляет 800 мкм. R= 100 мкм; = 100 мкм; R= 20 мкм; = 20 мкм;

Суммарное значение пространственных отклонений оси обрабатываемого отверстия относительно оси центра определится по формуле:

, (2)

где - смещение обрабатываемой поверхности относительно поверхности используемой в качестве технологической базы при зенкеровании отверстий, мкм

(3)

где - допуск на размер 20 мм. = 1200 мкм.

- допуск на размер 156,2 мм. = 1600 мм.

Величину коробления отверстия следует учитывать как в диаметральном, так и в осевом сечении.

, (4)

где - величина удельного коробления для поковок. = 0,7, и L - диаметр и длина обрабатываемого отверстия. = 20 мм, L = 156,2 мм.

мкм.

мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после зенкерования:

Р 2 = 0,05 Р = 0,05 1006 = 50 мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после чернового развертывания:

Р 3 = 0,04 Р = 0,005 1006 = 4 мкм.

Величина остаточного пространственного отклонения после чистового развертывания:

Р 4 = 0,002 Р = 0,002 1006 = 2 мкм.

При определении погрешности установки д У на выполняемом переходе при определении промежуточного припуска требуется определить погрешность закрепления (погрешность базирования для тел вращения равна нулю). Погрешность закрепления заготовки при закреплении ее в призматическом зажиме: 150 мкм.

Остаточная погрешность при черновом развертывании:

0,05 150 = 7 мкм.

Остаточная погрешность при чистовом развертывании:

0,04 150 = 6 мкм.

Производим расчет минимальных значений межоперационных припусков: зенкерование.

мкм.

Черновое развертывание:

мкм.

Чистовое развертывание:

мкм.

Наибольший предельный размер по переходам определяем последовательным вычитанием от чертежного размера минимального припуска каждого технологического перехода.

Наибольший диаметр детали: d Р4 = 36,25 мм.

Для чистового развертывания: d Р3 = 36,25 - 0,094 =36,156 мм.

Для чернового развертывания: d Р2 = 35,156 - 0,501 = 35,655 мм.

Для зенкерования:

d Р1 = 35,655 - 3,63 = 32,025 мм.

Значения допусков каждого технологического перехода и заготовки принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом, используемого метода обработки.

Квалитет после чистового развертывания: ;

Квалитет после чернового развертывания: H12;

Квалитет после зенкерования: H14;

Квалитет заготовки: .

Наименьшие предельные размеры определяем вычетанием допусков от наибольших предельных размеров:

d MIN4 = 36,25 - 0,023 = 36,02 мм.

d MIN3 = 36,156 - 0,25 = 35,906 мм.

d MIN2 = 35,655 - 0,62 = 35,035 мм.

d MIN1 = 32,025 - 1,2 = 30,825 мм.

Максимальные предельные значения припусков Z ПР. МАХ равны разности наименьших предельных размеров. А минимальные значения Z ПР. МIN соответственно разности наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов.

Z ПР. МIN3 = 35,655 - 32,025 = 3,63 мм.

Z ПР. МIN2 = 36,156 - 35,655 = 0,501 мм.

Z ПР. МIN1 = 36,25 - 36,156 = 0,094 мм.

Z ПР. МAX3 = 35,035 - 30,825 = 4,21 мм.

Z ПР. МAX2 = 35,906 - 35,035 = 0,871 мм.

Z ПР. МAX1 = 36,02 - 35,906 = 0,114 мм.

Общие припуски Z О. МАХ и Z О. МIN определяем, суммируя промежуточные припуски.

Z О. МAX = 4,21 + 0,871 + 0,114 = 5, 195 мм.

Z О. МIN = 3,63 + 0,501 + 0,094 = 4,221 мм.

Полученные данные сводим в результирующую таблицу.

Технологические переходы обработки поверхности	Элементы припуска	Расчетный припуск, мкм.	Допуск д, мкм	Предельный размер, мм.	Предельные значения припусков, мкм
Заготовка
Зенкерование
Развертывание черновое
Развертывание чистовое

Окончательно получаем размеры:

Заготовки: d ЗАГ. =;

После зенкерования: d 2 = 35,035 +0,62 мм.

После чернового развертывания: d 3 = 35,906 +0,25 мм.

После чистового развертывания: d 4 = мм.

Диаметры режущих инструментов отображены в пункте 3.

5. Назначение режимов резания

5.1 Назначение режимов резания аналитическим методом на одну операцию

010 Фрезерная операция. Фрезеровать плоскость, выдерживая размер 7 мм.

а) Глубина резания. При фрезеровании торцевой фрезой глубина резания определяется в направлении параллельном оси фрезы и равна припуску на обработку. t =2,1 мм.

б) Ширина фрезерования определяется в направлении, перпендикулярном к оси фрезы. В = 68 мм.

в) Подача. При фрезеровании различают подачу на зуб, подачу на один оборот и подачу минутную.

(5)

где n - частота вращения фрезы, об/мин;

z - число зубьев фрезы.

При мощности станка N = 6,3 кВт S = 0,14.0,28 мм/зуб.

Принимаем S = 0,18 мм/зуб.

мм/об.

в) Скорость резания.

(6)

Где Т - период стойкости. В данном случае Т = 180 мин. - общий поправочный коэффициент

(7)

- коэффициент учитывающий обрабатываемый материал.

nV (8) НВ = 170; nV = 1,25 (1; с.262; табл.2)

1,25 =1,15

- коэффициент, учитывающий материал инструмента; = 1

(1; с.263; табл.5)

- коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; = 0,8 (1; с.263; табл.6)

C V = 445; Q = 0,2; х = 0,15; y = 0,35; u = 0,2; P = 0; m = 0,32 (1; с.288; табл.39)

м/мин.

г) Частота вращения шпинделя.

n (9) n об/мин.

Корректируем по паспорту станка: n = 400 об/мин.

мм/мин.

д) Фактическая скорость резания

(10)

м/мин.

е) Окружная сила.

(11)

n (12)

где n = 0,3 (1; с.264; табл.) 0,3 = 0,97

С P =54,5; Х = 0,9; Y = 0,74; U = 1; Q = 1; W = 0.

5.2 Табличным методом на остальные операции

Назначение режимов резания табличным методом произоводится согласно справочнику режимов резания металлов. Полученные данные вносим в результирующую таблицу.

Режимы резания на все поверхности.

Наименование операции и перехода	Габаритный размер	Глубина резания, мм.	Подача, мм/об.	Скорость резания, м/мин	Частота вращения шпинделя, об/мин.
Операция 010 Фрезерная
1. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 7
2. Сверлить 2 отверстия 12,5
3. Зенкеровать отверстие 26,1.
4. Зенкеровать отверстие 32.
5. Зенкеровать отверстие 35,6
6. Развернуть отверстие D36
7. Зенковать фаску 0,5 х 45 o
Операция 015 Токарная
1. Подрезать торец, выдерживая размер 152
2. Точить поверхность D37, выдерживая размер 116
3. Нарезать резьбу М30х2
Операция 020 Фрезерная
Фрезеровать поверхность, выдерживая размеры 20 и 94
Операция 025 Вертикально-сверлильная
1. Сверлить 2 отверстия 9
2. Сверлить отверстие 8,5
3. Сверлить отверстие 21
4. Сверлить отверстие 29

6. Компоновка станочного приспособления на одну из операций механической обработки

Проектируем станочное приспособление для вертикально-сверлильного и вертикально-фрезерных станков.

Приспособление представляет собой плиту (поз 1.) на которую с помощью штифтов (поз.8) и винтов (поз.7) монтируются 2 призмы (поз.10). Со стороны одной из призм расположен упор (поз.3) с расположенным в нем пальцем, служащим для базирования заготовки. Прижим детали обеспечивается за счет планки (поз 3), которая одним краем свободно вращается вокруг винта (поз.5), а в другой ее край, имеющий форму прорези, входит винт с последующим прижимом гайкой (поз.12).

Для фиксации приспособления на столе станка в теле плиты выполнены проушены и вмонтированы 2 шпонки (поз.13), служащие для центрования приспособления. Транспортировка осуществляется в ручную.

7. Расчет приспособления на точность механической обработки

При расчете точности приспособления необходимо определить допускаемую величину погрешности е пр, для чего определяем все составляющие погрешности. (в качестве координирующего размера принимаем D29 +0 .2 8)

В общем случае погрешнось определяется по формуле:

где - допуск на координирующий размер. В данном случае Т = 0,28 мм;

- коэффициент точности, учитывающий возможное отклонение рассеяния значений составляющих величин от закона нормального распределения (= 1,0…1,2 в зависимости от количества значимых слагаемых, чем их больше, тем коэффициент меньше), принимаем;

- коэффициент, учитывающий долю погрешности обработки в суммарной погрешности, вызываемой факторами, не зависящими от приспособления: = 0,3…0,5; принимаем = 0,3;

Остальные значения формулы представляют собой совокупность погрешностей, определяемых ниже.

1. Погрешность базирования б возникает при несовпадении измерительной и технологической баз. При обработке отверстия погрешность базирования равна нулю.

2. Погрешность закрепления заготовки е з возникает в результате действия сил зажима. Погрешность закрепления при использовании ручных винтовых зажимов равна 25 мкм.

3. Погрешность установки приспособления на станке зависит от зазоров между присоединительными элементами приспособления и станка, а также от неточности изготовления присоединительных элементов. Она равна зазору между Т-образным пазом стола и установочным элементом. В используемом приспособлении размер ширины паза равна 18H7 мм. Размер установочной шпонки 18h6. Предельные отклонения размеров и. Максимальный зазор и соответственно максимальная погрешность установки приспособления на станке = 0,029 мм.

4. Погрешность износа - погрешность, вызванная износом установочных элементов приспособлений, характеризующее отклонение заготовки от требуемого положения вследствие износа установочных элементов в направлении выполняемых размеров.

Приближенно износ установочных элементов может определяться по следующей формуле:

где U 0 - средний износ установочных элементов для чугунной заготовки при усилии зажима W = 10 кН и базовом числе установок N = 100000;

k 1 , k 2 , k 3 , k 4 - коэффициенты, учитывающие соответственно влияние на износ материала заготовки, оборудования, условий обработки и числа установок заготовки, отличающиеся от принятых при определении U 0 .

При установке на опорные гладкие пластины U 0 = 40 мкм.

k 1 = 0,95 (сталь незакаленная); k 2 = 1,25 (специальное); k 3 = 0,95 (лезвийная обработка стали с охлаждением); k 4 = 1,3 (до 40000 установок)

мкм.

5. Геометрическая погрешность станка е ст после чистовой обработке равна 10 мкм.

6. Погрешность настройки станка на размер е н. ст зависит от типа обработки и выдерживаемого размера. В данном случае е н. ст =10 мкм.

Определяем погрешность приспособления:

мкм.

Суммарная погрешность обработки заготовки по координирующему размеру с использованием приспособления не должна превышать величину допуска Т на него, указанному в чертеже. Приведенное условие имеет вид:

где - статические погрешности, связанные с приспособлением, а также погрешности, в явном виде влияющие на точность изготовления приспособления.

- погрешности, зависящие от технологического процесса и в явном виде на точность изготовления приспособления не влияющие.

Значения погрешностей первой группы найдены выше.

Суммарная погрешность обработки, не зависящая от приспособления определяется как часть допуска на координирующий размер:

мкм

мкм.

мкм. - Условие выполняется.

Литература

1. Справочник технолога машиностроения; - М.: "Машиностроение" под редакцией А.Г. Косиловой, Р.К. Мещеряков; 2 тома; 2003 г.

2. Н.А. Нефедов, К.А. Осипов; Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту; - М.: "Машиностроение"; 1990 г.

3. Б.А. Кузьмин, Ю.Е. Абраменко, М.А. Кудрявцев, В.Н. Евсеев, В.Н. Кузьминцев; Технология металлов и конструкционные материалы; - М.: "Машиностроение"; 2003 г.

4. А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред; Курсовое проектирование по технологии машиностроения; - М.: "Машиностроение"; 1995 г.

5. В.Д. Мягков; Допуски и посадки. Справочник; - М.: "Машиностроение"; 2002 г.

6. В.И. Яковлева; Общемашиностроительные нормативы режимов резания; 2-е издание; - М.: "Машиностроение"; 2000 г.

7. В.М. Виноградов; Технология машиностроения: введение в специальность; - М.: "Академия"; 2006 г.;

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Выбор способа получения заготовки. Анализ технологичности конструкции детали. Выбор методов обработки поверхности заготовки, схем базирования заготовки. Расчет припусков, промежуточных технологических размеров. Проектирование специальной оснастки.

курсовая работа , добавлен 04.02.2014


Анализ эксплуатационных свойств и технологичности конструкции детали. Выбор заготовки и способа ее получения. Проектирование техпроцесса обработки. Расчет погрешностей базирования, припусков на обработку, режимов резания, размеров заготовок, норм времени.

курсовая работа , добавлен 09.03.2014


Характеристика обрабатываемой детали, материала заготовки. Выбор оптимального метода получения заготовки. Разработка технологического маршрута обработки детали. Центрирование заготовок на токарно-винторезных станках. Расчет приспособления на точность.

контрольная работа , добавлен 04.12.2013


Анализ технологичности детали "Диск". Анализ способов получения заготовки и выбор оптимального. Составление технологического маршрута обработки детали. Выбор оборудования и инструментов. Расчет припусков на механическую обработку и режимов резания.

курсовая работа , добавлен 26.01.2013


Анализ технологичности детали качественным и количественным методом. Материал вала-шестерни и его свойства. Выбор вида и метода получения заготовки. Разработка маршрута технологического процесса. Расчёт межоперационных припусков, допусков и размеров.

курсовая работа , добавлен 22.04.2016


Основные процессы технологии машиностроения. Определение типа производства. Выбор метода получения заготовки. Технологический процесс изготовления детали "Ролик", выбор оборудования, приспособления, режущего инструмента. Расчет припусков и режима резания.

курсовая работа , добавлен 04.09.2009


Описание и конструкторско-технологический анализ шестерни ведущей. Назначение детали, описание материала. Выбор вида заготовки и метод её получения. Определение промежуточных припусков, технологических размеров и допусков. Расчёт режимов резания.

курсовая работа , добавлен 14.01.2015


Описание служебного назначения конструкции узла, детали. Выбор метода получения заготовки и его техническое обоснование. Расчет межоперационных припусков, допусков и размеров. Техническое нормирование и принципы операции нарезания зубчатого венца.

курсовая работа , добавлен 22.10.2014


Описание служебного назначения детали и ее технологических требований. Выбор типа производства. Выбор способа получения заготовки. Проектирование маршрута изготовления детали. Расчет и определение промежуточных припусков на обработку поверхности.

курсовая работа , добавлен 09.06.2005


Краткие сведения о детали - вал-шестерня. Материал детали и его свойства. Анализ технологичности. Выбор типа производства и оптимального размера партии. Обоснование метода получения заготовки. Расчет промежуточных припусков. Расчет режущего инструмента.

Кафедра технологии и организации машиностроительного производства

Дисциплина

"Технологические основы машиностроения" (ТОМ)

Конспект лекций

Э.П. Выскребенцев

Для студентов специальности "Металлургическое оборудование"

3-й курс дневного обучения

4-й курс заочного обучения

Основная

1. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1987

Дополнительная.

2. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. – Минск: Вышейша школа, 1985.

3. Воробьев А.Н. Технология машиностроения и ремонт машин: Учебник. – М.: Высшая школа, 1981.

4. Корсаков В.С. Технология машиностроения. – М.: Машиностроения, 1987.

5. Справочник технолога-машиностроителя: в 2 кн. под. ред. Косиловой А. Г, – 3-е изд. – М.: Машиностроение, 1985.

6. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. – М.:

Изд. стандарт. 1992.

ВВЕДЕНИЕ 5

1 ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА, ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ВИДЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ 6

1.1 Типы производства 6

1.2 Виды технологических процессов 9

1.3 Структура технологического процесса и его основные

характеристики 11

1.3.1 Характеристики технологического процесса 15

1.4 Трудоёмкость технологической операции 16

1.5 Основные принципы технологического проектирования 21

2 ТОЧНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 23

2.1 Точность и её определяющие факторы 23

3 ОСНОВЫ БАЗИРОВАНИЯ И БАЗЫ ЗАГОТОВКИ 27

3.1 Погрешность закрепления ε з, 36

3.2 Погрешность положения заготовки ε пр, вызываемая

неточностью приспособления 37

3.3 Базирование заготовки в приспособлении 38

4 КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И

ЗАГОТОВОК 41

4.1 Влияние технологических факторов на величину

шероховатости 41

4.2 Методы измерения и оценки качества поверхности 46

5 ЗАГОТОВКА ДЕТАЛЕЙ МАШИН 49

5.1 Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления 49

5.2 Определение припусков на механическую обработку 51

6 ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ 60

6.1 Общие положения разработки технологических

процессов 60

6.2 Выбор технологического оборудования 63

6.З. Выбор технологической оснастки 64

6.4. Выбор средств контроля 65

6.5. Формы организации технологических процессов и их

разработка 65

6.6. Разработка групповых технологических процессов 67

6.7. Разработка типовых технологических процессов 70

7 ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ 72

7.1 Технология производства валов 72

7.2 Технология производства корпусных деталей 82

7.2.1 Технологический маршрут обработки заготовок

корпусов 84

7.3 Технология производства цилиндров 92

7.4 Обработка зубчатых колёс 94

7.4.1 Конструктивные особенности и технические требования к зуб-

чатым колёсам 94

7.4.2 Обработка заготовок зубчатых колёс с центральным отверстием. 95

7.4.3 Нарезание зубьев 97

7.4.4 Изготовление крупногабаритных зубчатых колёс 100

7.4.5 Обработка заготовок до нарезания зубьев 101

7.5 Технология изготовления рычагов 102

8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ 111

ВВЕДЕНИЕ

Технология машиностроения - наука, занимающаяся изучением закономерностей процессов изготовления машин, с целью использования этих закономерностей для обеспечения выпуска машин заданного качества, в установленном производственной программой количестве и при наименьших народнохозяйственных затратах.

Технология машиностроения развивалась с развитием крупной промышленности, накапливая соответствующие методы и приемы для изготовления машин. В прошлом технология машиностроения получила наибольшее развитие в оружейных мастерских и заводах, где изготовлялось оружие в больших количествах.

Так, на Тульском оружейном заводе еще в 1761 г. впервые в мире было разработано и внедрено изготовление взаимозаменяемых деталей и их контроль с помощью калибров.

Технология машиностроения создавалась трудами российских ученых: А.П. Соколовского, Б.С. Балакшина, В.М. Кована, B.C. Корсакова и др,

К технологии машиностроения относятся следующие области производства: технология литья; технология обработки давлением; технология сварки; технология механической обработки; технология сборки машин, т. е. технология машиностроения охватывает все этапы процесса изготовления машиностроительной продукции.

Однако под технологией машиностроения обычно понимают научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки заготовок и сборки машин к попутно затрагивающие вопросы выбора заготовок методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном механической обработкой. Сложность процесса механической обработки и физической природы, происходящих при этом явлений, вызвана трудностью изучения всего комплекса вопросов в пределах одной технологической дисциплины и обусловила образование нескольких таких дисциплин: резание металлов; режущие инструменты; металлорежущие станки; конструирование приспособлений; проектирование машиностроительных цехов и заводов; взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения; технология конструкционных материалов; автоматизация и механизация технологических процессов и др.

1 ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА, ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И ВИДЫ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

1.1 Типы производства

Тип производства - классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий.

Объем выпуска изделий - количество изделий определенных наименования, типоразмера и исполнения, изготовленных или ремонтируемых объединением, предприятием или его подразделением в течение планируемого интервала времени.

Реализуют следующие типы производства: единичное; серийное; массовое. Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций. Коэффициент закрепления операций – отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест.

Единичное производство - производство, характеризуемое широкой номенклатурой изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом выпуска изделий.

В единичном производстве изделия изготовляются единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует (турбостроение, судостроение). В этом типе производства, как правило, используется универсальные оборудование, приспособления и измерительный инструмент, рабочие имеют высокую квалификацию, сборка производится с использованием слесарнопригоночных работ, т. е. по месту и т. п. Станки располагаются по признаку однородности обработки, т. е. создаются участки станков, предназначенных для одного вида обработки - токарных, строгальных, фрезерных и др.

Коэффициент закрепления операций > 40.

Серийное производство - производство, характеризуемое ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями выпуска.

В зависимости от количества изделий в партии или серии и значение коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Коэффициент закрепления операций в соответствии со стандартом принимают равным:

а) для мелкосерийного производства - свыше 20 до 40 включительно;

б) для среднесерийного производства - свыше 10 до 20 включительно;

в) для крупносерийного производства - свыше 1 до 10 включительно.

Основные признаки серийного производства: станки применяются разнообразных типов: универсальные, сспециализированные, специальные, автоматизированные; кадры различной квалификации;

работа может производиться на настроенных станках; применяется и разметка, и специальные приспособления; сборка без пригонки и т. д.

Оборудование располагается в соответствии с предметной формой организации работы.

Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующиходинакового порядка выполнения операций. В той же последовательности, очевидно, образуется и движение деталей (так называемые, предметно-замкнутые участки). Обработка заготовок производится партиями. При этом время выполнения операций на отдельных станках может быть не согласовано с временем операций на других станках.

Изготовленные детали хранятся во время работы у станков и затем транспортируются всей партией.

Массовое производство - производство, характеризуемое узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени.

Коэффициент закрепления операций для массового производства принимают равным единице.

В машиностроении различают три типа производств: массовое, серийное и единичное и два метода работы: поточный и непоточный .

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени. Основным признаком массового производства является не только количество выпускаемых изделий, но и выполнение на большинстве рабочих мест одной закрепленной за ними постоянно повторяющейся операции.

Программа выпуска в массовом производстве обусловливает возможность узкой специализации рабочих мест и расположения оборудования по ходу технологического процесса в виде поточных линий. Длительность операций на всех рабочих местах одинакова или кратна по времени и соответствует заданной производительности.

Такт выпуска — интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий. Он существенно влияет на построение технологического процесса, поскольку необходимо привести время каждой операции ко времени, равному или кратному такту, что достигается соответствующим расчленением технологического процесса на операции или дублированием оборудования для получения необходимой производительности.

Во избежание перебоев в работе поточной линии на рабочих местах предусматриваются межоперационные запасы (заделы) заготовок или деталей. Заделы обеспечивают непрерывность выпуска продукции при непредусмотренной остановке -отдельного оборудования.

Поточная организация производства обеспечивает значительное сокращение технологического цикла, межоперационных заде-, лов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования и резкое снижение трудоемкости и себестоимости изделий, простоту планирования и управления производством, возможность комплексной автоматизации производственных процессов. При поточных методах работы уменьшаются оборотные фонды и значительно повышается оборачиваемость вложенных в производство средств.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и большим объемом выпуска.

В крупносерийном производстве широко применяют оборудование специального назначения и агрегатные станки. Оборудование располагается не по типам станков, а по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым технологическим процессом.

Среднесерийное производство занимает промежуточное положение между крупно- и мелкосерийным. На размер партии в серийном производстве влияют годовой выпуск изделий, длительность процесса обработки и наладки технологического оборудования. В мелкосерийном производстве размер партии обычно составляет несколько единиц, в среднесерийном — несколько десятков, в крупносерийном — несколько сотен деталей. В электромашиностроении и аппаратостроении слово «серия» имеет два значения, которые следует различать: ряд машин возрастающей мощности одного и того же назначения и количество одновременно запускаемых в производство однотипных машин или аппаратов. Мелкосерийное производство по своим технологическим особенностям приближается к единичному.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. Характерным признаком единичного производства является осуществление на рабочих местах различных операций. Продукция единичного производства — машины и аппараты, которые изготовляются по отдельным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований. К ним относят также опытные образцы.

В единичном производстве выпускаются электрические машины и аппараты широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто в единичном экземпляре, поэтому оно должно быть универсальным и гибким для выполнения различных заданий. При единичном производстве применяют быстропереналаживаемое оборудование, которое позволяет переходить с изготовления одной продукции на другую с минимальной потерей времени. К такому оборудованию относят станки с программным управлением, автоматизированные склады, управляемые ЭВМ, гибкие автоматизированные ячейки, участки и т. д.

Универсальное оборудование в единичном производстве используют только на предприятиях, построенных ранее.

Некоторые технологические методы, возникшие в поточно-массовом производстве, применяют не только в серийном, но и единичном производстве. Этому способствуют унификация и стандартизация изделий, специализация производства.

Сборка электрических машин и аппаратов — заключительный технологический процесс, при котором отдельные детали и сборочные единицы соединяются в готовое изделие. Основными организационными формами сборки являются стационарная и подвижная.

При стационарной сборке изделие полностью собирается на одном рабочем месте. Все детали и узлы, требуемые для сборки, поступают на рабочее место. Эту сборку применяют в единичном и серийном производстве и выполняют концентрированным или дифференцированным способом. При концентрированном способе сборочный процесс не расчленяется на операции и всю сборку (от начала до конца) выполняет рабочий или бригада, а при дифференцированном способе сборочный процесс расчленяется на операции, каждую из которых выполняет рабочий или бригада.

При подвижной сборке изделие перемещается от одного рабочего места к другому. Рабочие места оснащены необходимым сборочным инструментом и приспособлениями; на каждом из них, выполняется одна операция. Подвижная форма сборки применяется в крупносерийном и массовом производстве и осуществляется только дифференцированным способом. Такая форма сборки более прогрессивна, поскольку позволяет специализировать сборщиков на определенных операциях, в результате чего повышается производительность труда.

В процессе производства объект сборки должен последовательно переходить от одного рабочего места к другому по потоку (такое движение собираемого изделия обычно осуществляется конвейерами). Непрерывность процесса при поточной сборке достигается благодаря равенству или кратности времени выполнения операций на всех рабочих местах линии сборки, т. е. длительность любой сборочной операции на линии сборки должна быть равна или кратна такту выпуска.

Такт сборки на конвейере является планирующим началом для организации работы не только сборочного, но и всех заготовительных и вспомогательных цехов завода.

При широкой номенклатуре и небольших количествах выпускаемых изделий необходимы частые перенастройки оборудования, которые снижают его производительность. Для снижения трудоемкости выпускаемых изделий в последние годы на базе автоматизированного оборудования и электроники разрабатываются гибкие автоматизированные производственные системы (ГАПС), позволяющие изготовлять отдельные детали и изделия различного исполнения без перенастройки оборудования. Количество изделий, выпускаемых на ГАПС, задается при ее разработке.

В зависимости от конструкций и габаритных размеров электрических машин и аппаратов требуются различные технологические процессы сборки . Выбор технологического процесса сборки, порядка следования операций и оборудования определяется конструкцией, объемом выпуска и степенью унификации их, а также конкретными условиями, имеющимися на заводе.