Классификация модулей поверхностей деталей
| Модули поверхностей детали (МП) | |||||||||||||||||
| МПБ (базирующие) | МПР (рабочие) | МПС (связующие) | |||||||||||||||
| Б1 (П) | Б2 (РП) | Б3 (ПЦ) | Б4 (КП) | Б5 (Сф) | Р1 (Пф) | Р2 (Сф) | С1 (Пф) | С2 (Сф) | |||||||||
| Б11 (Пв) | Б12 (Пн) | Б21 (РцП) | Б22 (РкП) | Б31 (2ПЦ) | Б32 (2ЦП) | Б41 (КвП) | Б42 (КнП) | Б51 (Сфв) | Б51 (Сфн) | Р11 (П) | Р12 (В) | Р21 (Сфв) | Р22 (Сфн) | С11 (П) | С12 (В) | С21 (Сфв) | С22 (Сфн) |
| Б211 (РцвП) Б212 (РцнП) | Б221 (РквП) Б222 (РкнП) | Б311 (2ПЦн) Б312 (2ПЦв) | Б321 (2ЦвП) Б322(2ЦнП) | Р111 (Пн) Р112(Пн) | Р121 (Вв) Р122 (Вн) | С111 (Пв) С112 (Пн) | С121 (Вв) С122 (Вн) |
Примечание: П – плоскость; Р – резьба; Ц – цилиндр; К – конус; Сф – поверхность сложной формы; Пф – поверхность простой формы; в – внутренняя поверхность; н – наружная поверхность; Рц – резьба цилиндрическая; Рк – резьба коническая; В – поверхность вращения.
Модули поверхностей являются технологичными в виду своей простоты, поэтому при разработке конструкции потребуется лишь анализировать технологичность их относительного положения. Параллельно выполнению чертежа формируется код детали, являющийся удобной формой представления данных для разработки процессов получения заготовки и ее последующей обработки. Очевидно, что модульный подход повышает качество проектных работ и сокращает время на подготовку производства.
В основу проектирования модульного процесса изготовления детали положены следующие принципы:
- деталь представлена совокупностью МП;
- все поверхности одного МП обрабатываются на одной операции за один установ;
- операция модульного процесса составляется из МТИ;
- маршрут изготовления индивидуален для деталей, обладающих подобием в модульной структуре их конструкций.
Представление детали совокупностью МП модулей сводит проектирование ТП к разработке маршрута и компоновке процесса из МТИ ее МП. Как известно, МП включает в себя только те поверхности, которые связаны совместным выполнением той или иной служебной функции детали. Наличие такой связи поверхностей предопределяет требования к точности их относительного положения. Обработка этих поверхностей за один установ позволяет воспользоваться принципом наикратчайшего пути в достижении заданной точности относительного положения поверхностей. Принцип наикратчайшего пути обеспечивается использованием принципа единства баз, когда обработка всех поверхностей проводится от одних и тех же технологических баз.
Таким образом, обработка всех поверхностей модуля на одной операции за один установ позволит избежать накопления погрешностей относительного положения из-за смены баз, сократить число рабочих ходов и гарантирует получение высокой точности относительного положения поверхностей модуля. Модульная технология объединяет в себе преимущества единичного, типового и группового процессов. Разработка маршрута обработки индивидуально для каждой детали позволяет учесть все ее особенности, как в единичном процессе, и таким образом приблизить модульный процесс к оптимальному. Построение операции модульного процесса из МТИ, изготовление МП детали открывают широкие возможности для типизации и унификации модулей ТП изготовления и технологических средств их осуществления. Возможность изменения последовательности операций в маршруте придает модульному процессу гибкость.
В модульном процессе все поверхности МП выполняются на одной операции, что упрощает размерные связи процесса и делает их в значительной степени обозримыми. Это позволяет оценить влияние изменения последовательности обработки МП на погрешность обработки и допустимость этого изменения. Построение ТП из модулей позволяет для каждой детали строить единичный ТП, учитывающий специфику детали, либо группировать детали в партии по общности содержащихся МП для гибкого автоматизированного производства.
Модульный подход к разработке ТП предполагает выполнение трех основных этапов.
Этап 1. Формирование из МП детали интегральных модулей поверхностей (МПИ). МП получили название конструкторских, так как отражают служебное назначение детали. Между тем анализ поверхностей деталей показывает, что у детали встречаются поверхности, по своему назначению не принадлежащие к перечисленным трем классам, хотя условно их относят к связующим поверхностям (например, канавка на детали, предназначенная для выхода инструмента или для получения прямого угла, различного рода выточки). Наличие этих поверхностей, которые можно назвать технологическими, объясняется действием законов технологии. Опытный конструктор, проектируя деталь, в какой-то мере уже закладывает технологию ее изготовления, вводя соответствующие технологические поверхности. Технологические поверхности выполняют различную роль, но при этом, как правило, связаны с тем или иным МП. Поэтому изготовление технологических поверхностей в отрыве от этих МП нецелесообразно. Их следует изготовлять на одной операции, за один установ, так же, как и другие поверхности МП, с которыми они связаны. Группа МП, объединенных по этому признаку, получила название интегрального модуля поверхностей (МПИ).
Этап 2. Разработка маршрута изготовления детали. Разработка маршрута традиционного ТП изготовления детали включает в себя определение последовательности обработки поверхностей детали, выбор технологических баз, методов обработки каждой поверхности, подбор соответствующего типа оборудования и формирование операций. Важной задачей разработки маршрута является определение последовательности обработки поверхностей детали. При разработке маршрута обработки по традиционной технологии многообразие и значительное количество отдельно обрабатываемых поверхностей создает многовариантность последовательности их обработки с учетом таких факторов, как качество изготовления деталей, загруженность оборудования, время транспортирования и ожидания и т.п.
Технология обработки деталей по модульному принципу упрощает постановку и рещение данной задачи. Во-первых, задача однозначно решается для обработки поверхностей «внутри» каждого интегрального модуля выбранным типовым модулем ТП. Во-вторых, формирование последовательности обработки интегральных модулей резко сокращает количество вариантов маршрута их обработки, так как число интегральных модулей примерно в 3 раза меньше числа поверхностей у детали. Кроме того, последовательность обработки ряда интегральных модулей частично определена требованиями к точности и качеству обрабатываемых поверхностей, необходимостью термической обработки. Те же интегральные модули, последовательность обработки которых не связана данными требованиями, могут перераспределяться по маршруту обработки как в процессе проектирования, так и в процессе изготовления в зависимости от конкретно складывающейся производственной ситуации. Такое перераспределение позволит повысить загруженность станочного оборудования и снизить затраты времени на транспортирование и пролеживание деталей. При формировании интегральных модулей, если известна заготовка, в дополнение к интегральным модулям, сформированным из конструкторских МП деталей, могут появиться дополнительные МПИ, которые необходимо предварительно изготовить, чтобы в дальнейшем сформировать на детали конструкторские МП. Это относится в первую очередь к тем случаям, когда изготовление МПИ детали осуществляется в несколько рабочих ходов. Чтобы различать МПИ, принадлежащие детали и заготовке, введено такое понятие, как заготовительный модуль. Под заготовительным интегральным модулем понимается такой интегральный модуль, после обработки которого получается МПИ детали. Если рабочих ходов больше двух, то число заготовительных модулей больше двух. Полученная последовательность обработки МПИ, МП является условной; она в основном намечает ориентиры и ограничения в построении фактической последовательности обработки МПИ, так как в дальнейшем эта последовательность может корректироваться как при формировании маршрута, так и операций. Выбор последовательности обработки МПИ, МП осуществляется в соответствии с общими известными рекомендациями. Основным отличием маршрута модульного ТП является формирование операций из МП. На одной операции могут обрабатываться один или несколько МПИ, МП, причем во втором случае, модули поверхностей могут быть как одного, так и разного наименования.
Этап 3. При проектировании операций устанавливается последовательность обработки заготовительных интегральных модулей и получение модулей детали, выбирается схема базирования заготовки, рассчитываются режимы резания, нормы времени и заполняется операционная карта. В отличие от обычного технологического процесса в операционной карте модульного процесса указываются только вспомогательные переходы (связанные с установкой и снятием заготовки), последовательность обработки МПИ, МП на этой операции и их модули ТП. К каждой операционной карте прикладываются карты модулей технологического процесса, в которые вносятся числовые значения, зависящие от конкретных характеристик обрабатываемых модулей поверхностей и детали.