ММК Спецтехнология ЛА 2013

В настоящее время автоматизированы расчеты массы заготовки, норм расхода материала на деталь, коэффициента использования материала для оптимизации количества необходимого материала, расчеты режимов резания и норм времени для различных операций механической обработки, расчет режимов сварки. Сравнительно быстро можно составить несколько вариантов технологического процесса обработки конкретной детали и выбрать оптимальный. Снимается рутинная часть работы. В России для автоматизации проектирования технологических процессов механической обработки деталей на машиностроительных заводах разработаны различные автоматизированные системы: «Вертикаль», «Компас Автопроект», «ТехноПро Базовая», «T-FLEX Технология», «Adem» и др.

Технологичность изделия

При разработке конструкции изделия проектировщики стремятся максимально снизить затраты материалов и труда на его проектирование, изготовление, эксплуатацию и утилизацию. Конструктивное исполнение изделия зависит от его служебного назначения. Технологичность конструкции изделия определяется его приспособленностью к достижению оптимальных затрат ресурсов при его изготовлении, ремонте и утилизации.

Отработку конструкции изделия на технологичность регламентируют ГОСТ 14.201—83 и Методические рекомендации МР186 — 85. Она выполняется на всех стадиях разработки конструкторской и технологической документации изделия, при составлении эскизного и технического проектов.

Технологичность изделия определяется не абсолютными показателями, а оценивается путем сравнения по параметрами изделия:

•сложность элементов конструкции (рис. 5.1);

•трудоемкостью его изготовления;

•удельная материалоемкостью изделия;

•коэффициент использования материала;

•наличие в изделии унифицированных деталей и сборочных единиц;

•технологическая себестоимость;

•удельная энергоемкость изготовления изделия;

•удельная трудоемкость подготовки изделия к функционированию;

•коэффициент применяемости материалов;

•коэффициент применения групповых и типовых технологических процессов;

•использование материалов с хорошей обрабатываемостью;

•использование литейных и штамповочных уклонов, скруглений в местах резких переходов.

Рис. 5.1. Вид детали сложной геометрической формы после конструкторско-технологической проработки

Значительная часть из вышеназванных параметров (трудоемкость изготовления, удельная материалоемкость изделия, коэффициент использования материала и т. д.) может быть рассчитана на ЭВМ в автоматизированном режиме.

Согласно ЕСТПП требования к технологичности сборной конструкции разбиты на следующие группы:

•к составу сборочной единицы;

•к конструкции соединения составных частей;

•к точности и методам сборки.

Необходимо учитывать, что технологичность отражает не функциональные возможности изделия, а его свойства как объекта производства и эксплуатации. Пренебрежение технологичностью конструкции машины приводит к тому, что трудоемкость, металлоемкость, а следовательно, и себестоимость машины, отдельных ее узлов и деталей могут быть выше оптимальной.

При отработке изделия на технологичность оценивают технологичность формы входящих в него деталей. Ниже приведено несколько наиболее общих рекомендаций по технологичности конструктивных форм деталей:

•форма детали должна содержать стандартные и унифицированные конструктивные элементы;

•конструкция детали должна обеспечивать возможность применения при ее изготовлении типовых технологических процессов;

•обрабатываемые плоскости следует располагать на одном уровне.

Основные работы, выполняемые при проектировании технологического процесса обработки детали

Технологический процесс обработки детали содержит набор операций, переходов, инструментов, приспособлений, оснастки и станков, используемых при обработке конкретной детали. Он включает операции: заготовительные, механической и термической обработки, нанесения покрытий, слесарные и технического контроля.

Одновременный учет всех параметров, влияющих на выбор оптимального технологического процесса, представляет весьма сложную проблему. Значительные трудности встречаются при формализации таких задач, как выбор заготовки, станков, инструментов и т. п. для конкретного машиностроительного завода. Одной из главных характеристик производства является коэффициент закрепления операций - отношение числа всех технологических операций, выполняемых в течение длительного периода времени, например - месяца или года, к числу рабочих мест.

На заводах применяют единичное, серийное или массовое производство. В единичном производстве, как правило, применяют универсальные станки и инструмент (коэффициент закрепления операций свыше 40), в серийном и массовом — высокопроизводительное оборудование и специальный дорогостоящий инструмент, например протяжки.

Систематизация ранее принятых технологических решений и нормативносправочной информации на основе анализа конструкции детали позволяет повысить уровень автоматизации составления техпроцессов. Например, детали можно разделять делить по форме на классы: валы, втулки, диски, корпусные детали, некруглые стержни и т. д. Для каждого класса составляют типовой технологический процесс. Класс детали выбирается на основе действующих методик и классификаторов.

На выбор технологических операций оказывают влияние требования к качеству и точности обрабатываемых поверхностей. При выборе схемы базирования учитывают возможность соблюдения на большинстве операций одних и тех же технологических баз.

Математически задача автоматизированного составления технологического процесса сводится к разработке варианта обработки детали, имеющей заданные геометрические размеры, вес и серийность производства, при минимальной стоимости и необходимой производительности. Как правило, можно предложить несколько вариантов получения заготовок, используемого для обработки оборудования, приспособлений, режущего инструмента, которые буду отличаться по материальным, временным и трудовым затратам. Выбор оптимального варианта осуществляется на основании результатов последовательного перебора всех возможных способов получения заготовок и методов их механической обработки.

Проектирование технологического процесса обработки детали начинают с анализа ее геометрической формы, габаритных размеров, требований к точности и качеству обрабатываемых поверхностей. Габаритные размеры учитывают, поскольку заготовки одинаковой геометрической формы, но с разными размерами обрабатываются по разной технологии. Так, технологии обработки зубчатых колес судового двигателя и наручных часов различаются. Количество изготавливаемых деталей влияет на тип производства: единичное, серийное или массовое.

При проектировании технологического процесса учитывают характеристики материала заготовки (марка, твердость, прочность), размеры детали, количество деталей, получаемых из одной заготовки, коэффициент использования материала, стоимость одного килограмма материала заготовки и стоимость ее изготовления. Определяют метод получения заготовки (литье в песчаные формы, по выплавляемым моделям, штамповка на молотах, прессах, на горизонтально-ковочных машинах и т. д.), цех и участок, где она будет получена. От метода получения заготовки зависят ее масса, размеры (рис. 5.2) и точность, а, следовательно — и последующая обработка. Область выбора метода получения заготовки существенно сужается при задании определенных критериев, например, нормы расхода металла.

Рис. 5.2. Основные сведения о заготовке,отображаемые в САПР ТП