Выбор средств технологического оснащения

К средствам технологического оснащения относятся: технологическое оборудование (в том числе контрольное и испытательное); технологическая оснастка (в том числе инструменты и средства контроля); средства механизации и автоматизации технологических процессов.

Выбор технологического оборудования (станков) определяется: методом обработки; возможностью обеспечить точность размеров и формы, а также качество поверхности изготовляемой детали; габаритными размерами заготовок и размерами обработки; мощностью, необходимой на резание; производительностью и себестоимостью в соответствии с типом производства; возможностью приобретения и ценой станка; удобством и безопасностью работы станка.

При выборе станков особое внимание следует обратить на использование станков с числовым программным управлением (ЧПУ), являющихся одним из основных средств автоматизации механической обработки в серийном машиностроении.

Станки с ЧПУ применяются на токарных, сверлильных, фрезерных, расточных и других операциях. В настоящее время широкое распространение получают многооперационные станки с ЧПУ для обработки корпусных деталей – обрабатывающие центры (ОЦ). Как правило, в станках такого типа смена инструмента производится автоматически: либо путем поворота револьверной головки, либо при помощи автооператора. На обрабатывающих центрах выполняют фрезерование, сверление, растачивание, резьбонарезание и др.

Применение станков с ЧПУ целесообразно в следующих случаях:

- для трудоемких операций;

- если время обработки существенно меньше вспомогательного;

- при производстве сложных деталей малыми партиями;

- при обработке деталей с большим количеством размеров, имеющих высокие требования по точности;

- при обработке деталей, требующих строгого контроля точности изготовления оснастки;

- когда стоимость оснастки составляет значительную часть стоимости обработки;

- для изделий, период изготовления которых не позволяет использовать обычные методы изготовления оснастки;

- для операций, у которых расходы на контроль составляют часть общей стоимости операции.

Решение о применении станков с ЧПУ часто принимается с учетом одного или двух из этих условий.

Кроме универсальных, специальных и специализированных станков в условиях крупносерийного и массового производства применяются высокопроизводительные агрегатные станки и автоматические линии.

При разработке курсового проекта нередко возникает целесообразная необходимость использования агрегатных станков, для которых определяют технологическую характеристику на основе разрабатываемого техпроцесса.

Выбор оборудования определяется следующими коэффициентами:

- загрузки оборудования h_з = m_p / m_п, где m_p – расчетное количество станков на операции; m_п – принятое количество станков; для массового производства h_з = 0,65…0,77; для серийного – 0,75…0,85; для мелкосерийного и единичного – 0,8…0,9 (п. 3.2.3);

- использования станков по основному времени h_о = t_o / t_шт – для массового производства; h_о = t_o / t_шк – для серийного производства, где t_o, t_шт, t_шк – соответственно основное, штучное и штучно-калькуляционное время, которое можно определить по укрупненным нормативам (прил. 13). Необходимо стремиться к значению h_о = 1. Высокий коэффициент использования оборудования по основному времени характеризует рациональное построение операций. Коэффициент использования станков по основному времени колеблется в широких пределах: от 0,35-0,45 для протяжных станков до 0,85-0,95 для непрерывного фрезерования на карусельных и барабанных станках.

По коэффициентам загрузки (h_з) и использования станков по основному времени (h_о) строят два графика, которые служат наглядным средством оценки технико-экономической эффективности разработанного техпроцесса.

Графики выполняются в виде гистограммы, т.е. прямоугольников с различными высотами, соответствующими коэффициентам (h_з, h_о), расположенных последовательно по горизонтальной оси в порядке выполнения технологического процесса. Пример графика приведен на рис. 3.2.

Модели и технические характеристики станков, выпускаемых серийно и используемых в разрабатываемом техпроцессе приводятся в каталогах и справочниках [26, 27, 12, 13].

Общие правила выбора технологического оборудования установлены ГОСТ 14.305, 14.306.

Режущий инструмент выбирают с учетом:

- максимального применения нормализованного и стандартного инструмента;

- метода обработки;

- размеров обрабатываемых поверхностей;

	hз, %

hз ср = 68,2 % 62,5 89,5
Модели станков	1К282	3М151	5В12		5Б525	2Н118	5К63
Операции	токарная	шлифовальная	зубодолбежная	зубодолбежная	снятие заусениц	сверлильная	резьбофрезерная

Рис. 3.2. График загрузки оборудования

- точности обработки и качества поверхности;

- промежуточных размеров и допусков на эти размеры;

- обрабатываемого материала;

- стойкости инструмента, его режущих свойств и прочности;

- стадии обработки (черновая, чистовая, отделочная);

- типа производства.

Размеры мерного режущего инструмента определяют исходя из промежуточных размеров обработки (зенкеров, разверток, протяжек и т.д.), размеры других инструментов (резцов, расточных борштанг и т.д.) из расчета на прочность и жесткость.

Средства технического контроля выбирают с учетом точности измерений, достоверности контроля, его стоимости и трудоемкости, требований техники безопасности и удобства работы.

При выборе приспособлений необходимо учитывать конструкцию изготовляемой детали, ее размеры, материал, точность, схему базирования, вид технологической операции и организационную форму процесса изготовления.

В случае применения стандартной оснастки рекомендуется пользоваться альбомами типовых конструкций и соответствующими стандартами [3, 5]. Специальная оснастка разрабатывается на основе составленных технических заданий. Методика проектирования специального приспособления приведена в разделе 4.

При поточной организации производства средства технологического оснащения располагаются в соответствии с последовательностью выполнения операций техпроцесса и специализацией рабочих мест.