Проектирование технологии групповой обработки

Лекция 4

ПРОЕКТИРОВАНИЕ УНИФИЦИРОВАННЫХ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Одним из наиболее прогрессивных направлений совершенствования технологии крупносерийного и серийного производства является типизация технологических процессов.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТИПОВЫХ ТП

Целью типизации является стандартизация технологического процесса на основе применения наиболее совершенных и эффективных технологических методов обработки заготовок, многообразия ТП.

Согласно ГОСТ 14.301-83 типовой технологический процесс разрабатывается для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками.

К типовому представителю группы изделий относят изделие, обработка которого требует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерных для изделий, входящих в эту группу.

Типизация ТП развивается по трем направлениям:

1. Типизация ТП обработки отдельных поверхностей;

2. Типизация ТП обработки типовых сочетаний поверхностей;

3. Типизация ТП обработки заготовок.

Работа по типизации ТП обычно начинается с классификации поверхностей и их сочетаний. Признаками классификации являются:

- форма поверхностей;

- требуемая точность (по линейным и угловым размерам, форме, качеству поверхности и др.);

- материал детали.

Различают плоские, цилиндрические, наружные и внутренние, фасонные и др. поверхности, для которых в зависимости от габаритов, точности, материала назначают типовые маршруты обработки поверхностей, содержащиеся во многих справочниках, руководящих материалах и инструкциях, например, смотри справочники технолога-машиностроителя и др.

Например, типовой маршрут обработки наружной цилиндрической поверхности заготовки из закаленной стали (JT 6; Ra = 0,32 ÷ 0,16) будет следующим:

1. Точение;

2. Шлифование предварительное;

3. Термообработка;

4. Шлифование тонкое;

5. Суперфиниширование.

Для заготовок из незакаленной стали с теми же параметрами точности:

1. Точение;

2. Шлифование предварительное;

3. Шлифование тонкое;

4. Полирование;

или

1, 2, 3. Точение предварительное, чистовое, тонкое.

4. Полирование.

Типизация обработки элементарных поверхностей, как и их сочетаний, не решает задачу в целом и не всегда однозначно определяет последовательность обработки отдельных поверхностей конкретной заготовки. При наличии у заготовки нескольких сочетаний типовых поверхностей, связанных технологическими базами, при построении маршрута обработки заготовки может возникнуть необходимость изменить последовательность обработки отдельных типовых сочетаний.

Окончательная задача типизации ТП решается только на уровне обработки заготовки в целом.

Признаки классификации деталей

1. Конфигурация детали;

2. Ее размеры;

3. Точность обработки и качество обработанных поверхностей;

4. Материал заготовки.

Кроме того на построение ТП оказывают влияние условия его осуществления:

1. Объем общего производственного задания и размеры отдельных партий обрабатываемых заготовок;

2. Общая производственная обстановка;

- оборудование;

- наличие инструмента и возможности инструментального цеха;

- расположение оборудования;

- система организации производства в цехе и т.д.

Эти дополнительные признаки учитываются при типизации ТП созданием нескольких технологически равноценных вариантов ТП.

В основе построения технологической классификации лежат классы.

Классом называют совокупность заготовок, характеризуемых общностью технологических задач, решаемых в условиях определенных конфигураций этих заготовок. Основоположником типизации ТП и классификации деталей является профессор Соколовский А.П. В классификаторе детали разбиты на 14 классов: валы, втулки, диски и т.д., каждый класс разбит на подклассы, группы, подгруппы, типы (виды).

Под конструктивно-технологическим типом подразумевается совокупность заготовок одного класса, имеющих в определенных производственных условиях одинаковый маршрут типовых операций.

В настоящее время в стране установлена единая государственная классификационная система обозначения изделий, которая включает классификатор ЕСКД (М.: Изд. стандартов, 1986 г.) и технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения (М.: Изд. стандартов, 1987 г.). Технологический классификатор является логическим продолжением конструкторского классификатора ЕСКД.

Классификатор ЕСКД состоит из 100 классов 71 и 72 – детали – тела вращения, 73 – не являются телами вращения. Пример обозначения см. на рис. Код – 14 знаков. Конструкторско-технологическая классификация детали на примере втулки представлена на рис. 1 - 3.

Типовая технологическая операция (ГОСТ 3.1109-82) характеризуется единством содержания последовательности технологических переходов для группы изделий с общими конструкторскими и технологическими признаками.

Практически к одному типу относятся заготовки, для которых можно составить общую карту типового процесса. В пределах типа допускаются некоторые отклонения в порядке обработки, возможны исключения и добавления некоторых (нехарактерных) переходов и даже операций.

Типовая деталь объединяет совокупность деталей, имеющих одинаковый маршрут операций, осуществляемых на однородном оборудовании с применением однотипных приспособлений.

Для типовой заготовки разрабатывают ТП с указанием типовой последовательности операций, типовых схем базирования и типовых конструкций оснастки.

При разработке типового ТП стремятся максимально использовать типовые решения по обработке отдельных поверхностей и их сочетаний. На базе типовых ТП разрабатывают техпроцесс для конкретных заготовок. По мере совершенствования технологии типовые ТП периодически пересматриваются.

Таким образом, основой проектирования типовых процессов являются конструктивное сходство деталей, а не общность орудий и средств производства (станков, приспособлений и инструментов).

При разработке типовых ТП унифицируют средства технологического оснащения, применяемые на конкретном предприятии. В настоящее время в связи с внедрением компьютерных технологий возможности унификации и типизации ТП значительно расширяются. Компьютерная CAD/CAM/CAРР-система может содержать классификационную схему и электронную базу данных, в которую заносят действующее на предприятии классификационное дерево и поля записей для данного типового ТП, соответствующие карты эскизов, маршрутные и операционные описания по ГОСТ 3.1121-84 ЕСТД.

При поступлении в технологические службы завода новой детали проводят поиск ее места (поля) в классификационной структуре. По мере накопления в данном информационном поле некоторого числа наименований CAD/CAM/CAРP-система выдает соответствующее сообщение. После этого возможна разработка нового типового ТП. Использование технологических и конструкторских классификаторов в электронном виде позволяет значительно ускорить разработку технологических процессов, относящихся к классу типовых, и облегчить их использование в производстве.

Применение компьютерных классификационных систем обеспечивает и обратное влияние на характер конструкторской документации в режиме параллельного инжиниринга, когда конструктор может при разработке чертежей использовать базу данных типовых технологических процессов и унифицировать конструктивно-технологические параметры проектируемой детали (линейные размеры, поля допусков, шероховатость и т.п.).

Документация типовых ТП включает в себя классификатор заготовок и типовые процессы обработки. Последние могут быть рабочими и перспективными.

Разработку типовых ТП проводят по следующим этапам.

1. Классификация объектов производства (создаются группы объектов производства, выбираются типовые представители).

2. Количественная оценка групп (здесь определяется тип производства для каждого представителя групп изделий (единичное, серийное, массовое)).

3. Анализ конструкций типовых представителей объектов производства. Разрабатывают основные маршруты изготовления типовых представителей.

4. Выбор заготовки и метода ее изготовления.

5. Выбор технологических баз.

6. Выбор метода обработки.

7. Составление технологического маршрута обработки.

8. Разработка технологических операций.

9. Расчет точности, производительности и экономической эффективности вариантов типовых ТП. Выбор оптимального варианта.

Класс: детали - тела вращения   Подкласс: детали - тела вращения с 2 D ≥ L > 0,5D   Группа: детали - тела вращения без закрытых уступов   Подгруппа: детали - тела вращения с центральным сквозным отверстием без резьбы   Вид: детали - тела вращения с кольцевыми пазами, шлицами на наружной поверхности, с отверстиями вне оси детали

71 4 5 5 8

10. Оформление документации на типовые ТП.

Рис. 1. Построение кода конструкторской классификации втулки

Размерная характеристика, мм: наибольший наружный диаметр - 32 длина - 40 диаметр центрального отверстия - 12   Группа материала - сплав высоколегированный (36 НХТЮ)   Вид детали по технологическому процессу – Деталь, обрабатываемая резанием

693 25 4

Рис. 2. Основные признаки технологической классификации втулки

Вид исходной заготовки - пруток круглый калибро- ванный   Точность размеров наружных поверхностей - JT9   Точность размеров внутренних поверхностей - JT9   Шероховатость наружных поверхностей - Ra = 2,5 мкм   Степень точности допусков формы и расположения поверхностей - 7   С термической обработкой HRC = 34-42 без покрытия   Весовая характеристика - масса 0,05 кг

32 3 3 3 4 4 4

Рис. 3. Технологическая классификация втулки,

обрабатываемой резанием

Преимущества типовых ТП: использование прогрессивных методов изготовления деталей; сокращение сроков ТПП до 2,5 раз; сокращение времени на разработку ТП; специализация рабочих мест; организация переменно-поточных линий; высокий уровень оснащенности.

Развитием идей типизации ТП является созданный профессором С.П. Митрофановым метод групповой обработки.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ГРУППОВОЙ ОБРАБОТКИ

Литература: Митрофанов С.П. Групповая технология машиностроительного производства. В 2-х т. Л.: Машиностроение. 1983 г.

Правиков Ю.М. Групповая технология машиностроительного производства в дипломных проектах.Методические указания. Ульяновск, УлПИ, 1990 г.

Согласно ГОСТ 14.004-83 групповой метод – это такой метод унификации ТП, при котором для групп однородной по тем или иным конструктивно-технологическим признакам продукции устанавливаются однотипные высокопроизводительные методы обработки с использованием однородных и быстропереналаживаемых орудий производства.

Организация групповой технологии целесообразна при изготовлении деталей или сборке изделий в основных и вспомогательных цехах в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. В крупносерийном и массовом производствах метод групповой обработки целесообразно применять при коротком цикле изготовления изделия или при коэффициенте закрепления операций ≥ 2.

Отличие между типовой и групповой обработкой заключается в том, что при групповой обработке под классом понимают совокупность деталей, характеризуемую общностью типа применяемого оборудования и средств технологического оснащения.