Общая методика и последовательность проектирования

Проектирование технологических процессов характеризуется многовариантностью. Даже для сравнительно простых деталей может быть разработано несколько различных технологиче­ских процессов, полностью обеспечивающих требования рабочего чертежа и технических условий. Методом последующего сопоставления эффективности и рентабельности этих вариантов оконча­тельно отбирают один или небольшое число равноценных вари­антов.

Проектирование технологических процессов отличается сложностью и трудоемкостью. Как и многие другие виды проектирования, его выполняют в несколько последовательных этапов. Вначале делают предварительные наметки технологического процесса; на последующих этапах их уточняют и конкретизируют на основе де­тальных технологических расчетов. В результате последовательного уточнения предварительных наметок получают законченные раз­работки технологического процесса.

Степень углубленности технологических разработок зависит от типа производства. В условиях массового производства технологические процессы разрабатывают подробно для всех деталей изделия; эти технологические процессы называют операционными. Их выпол­няют по документации, в которой содержание операций излагается с указанием переходов и режимов обработки. В единичном произ­водстве ограничиваются сокращенной разработкой технологических процессов, учитывая, что подробная разработка их в данных усло­виях экономически не оправдывается. Эти технологические про­цессы называют маршрутными. Их выполняют по документации, в которой содержание операций изложено без указания переходов и режимов обработки. Для сложных и дорогих деталей, особенно в тяжелом машиностроении, технологические процессы разрабаты­вают подробно. В серийном производстве при широкой номенкла­туре выпускаемых изделий проектируют групповые технологиче­ские процессы. На оригинальные детали разрабатывают единичные технологические процессы.

Процесс проектирования содержит взаимосвязанные и выполняе­мые в определенной последовательности этапы. К ним относятся определение типа производства и его организационной формы, выбор метода получения заготовки и установление предъявляемых к ней требований, выбор технологических баз, выбор последовательно выполняемых методов (маршрута) обработки отдельных поверхностей, со­ставление маршрута обработки детали в целом, предварительная наметка операций, расчет межоперационных припусков, установление технологических допусков и размеров заготовки, уточнение содержания операций и степени концентрации технологических переходов, выбор оборудования, инструментов и приспособлений, установление режимов реза­ния, определение настроечных размеров, уточнение схем установки и закрепления заготовки для разработки технического задания на конструирование приспособлений, установление норм времени и квалификации исполнителей, оформление технологической докумен­тации.

Рис. 7.1. Основные этапы проектирования технологических процессов механи­ческой обработки

Из укрупненной схемы последовательного выполнения этапов проектирования технологического процесса механической обработки примени­тельно к условиям массового производства (рис. 7.1) видна взаимо­связь этапов проектирования и многовариантность частных и общих решений поставленной задачи. Общие и частные варианты (выполне­ния отдельных этапов) показаны штриховыми разветвляющимися линиями. Отдельные этапы (расчет такта и определение типа произ­водства, расчет режимов резания, установление нормы времени на обработку) решаются однозначно по предварительно установлен­ным условиям и исходным данным.

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

Исходные данные для проектирования технологических процессов механической обработки

В тех случаях, когда технологиче­ские процессы проектируют для новых заводов, исходными данными являются: рабочий чертеж, определяющий материал, конструктив­ные формы и размеры детали; технические условия на изготовление детали, характеризующие точность и качество обработанных поверх­ностей, а также особые требования (твердость и структура матери­ала, термическая обработка, балансировка и пр.); объем выпуска изделий, в состав которых входит изготовляемая деталь, с учетом выпуска запасных частей; планируемый интервал времени (обычно в годах) выпуска изделий и запасных частей. При проектировании технологических процессов для действую­щих или реконструируемых заводов необходимо располагать све­дениями о наличном оборудовании, площадях и других местных производственных условиях. В частном случае возможности тех­нолога при проектировании и корректировке технологических про­цессов механической обработки могут быть еще более ограничены заданным видом исходной заготовки.

При проектировании используют справочные и нормативные материалы; каталоги и паспорта оборудования; альбомы приспособле­ний; ГОСТы и нормали на режущий и измерительный инструменты, нормативы точности, шероховатости, расчета припусков, режимов резания и технического нормирования времени; тарифно-квалифи­кационные справочники и другие вспомогательные материалы. Технологические разработки оформляются на бланках технологической документации.

Проектированию технологического процесса предшествует подроб­ное изучение рабочего чертежа детали, технических условий на ее изготовление и условий ее работы в изделии. Проверяют достаточ­ность проекций, правильность простановки размеров, изучают тре­бования к точности и шероховатости обработанных поверхностей, а также другие требования технических условий. Нередко конструк­торы завышают квалитет точности и уменьшают регламентируемую шероховатость поверхностей детали, что усложняет технологиче­ский процесс ее изготовления. В этом случае технолог может предло­жить соответствующие коррективы, и на основе обсуждения с кон­структором находят правильное решение.

При контроле рабочего чертежа выявляют возможность улучше­ния технологичности конструкции детали. Обращают внимание на уменьшение размеров обрабатываемых поверхностей, что снижает трудоемкость механической обработки; повышение жесткости де­тали, что обеспечивает возможность многоинструментальной обработки; применение многолезвийных инструментов и высокопроизводитель­ных режимов резания; облегчение подвода и отвода режущих ин­струментов, в результате чего уменьшается вспомогательное время; унификацию размеров пазов, канавок, переходных поверхностей и отверстий, что сокращает номенклатуру размерных и профильных инструментов; обеспечение надежного и удобного базирования заго­товки, а при простановке размеров — возможность совмещения тех­нологических и измерительных баз; удобство осуществления много­местной обработки заготовок. В результате улучшения техноло­гичности конструкции может быть получен значительный эффект от снижения трудоемкости и себестоимости выполнения процессов обработки.