Тема 1. Основы разработки технологического процесса изготовления изделий в машиностроении

Разработка технологического процесса представляет собой решение сложной задачи, охватывающей процессы изготовления деталей и сборки машин. Процесс разрабатывают либо с привязкой к действующему, либо для вновь создаваемого производства. В последнем случае технолог обладает большей свободой в выборе рациональных вариантов решений.

Проектирование основывается, главным образом, на опыте и интуиции технолога, а также на очень небольшом числе формальных правил. Содержание и последовательность работ определены стандартом Р 50-54-93-88 «Рекомендации. Классификация, разработка и применение технологических процессов».

Рассмотрим основные этапы проектирования в последовательности их реализации.

1.1. Анализ исходных данных

Анализ предполагает изучение изделия и требований Заказчика с учётом интересов предполагаемого производителя.

Объект разделяется на составные части для решения следующих задач:

- изучение служебного назначения и корректировка (при необходимости) конструкции изделия;

- изучение и корректировка (при необходимости) технических требований;

-оценка технологичности изделия;

- формирование плановых показателей производства.

Все планируемые изменения согласуются между Заказчиком и Изготовителем.

Результатом этапа является полное представление о конструкции изделия и требованиях к его изготовлению, изложенное в согласованной рабочей документации. Примеры основных фрагментов рабочих чертежей отдельных деталей показаны на рис.1.1.

а)

б)

Рис.1.1. Фрагменты рабочих чертежей детали: а – вал-шестерня;

б - шестерня

1.2. Определение типа производства

Проводится оценка возможностей производства при планировании выпуска изделий. Возможности оцениваются по определённым признакам классификации, характеризующим его тип.

Тип производства – классификационная категория, выделяемая по признакам широты номенклатуры и объёма выпуска изделий. Методика оценки изложена подробно в части 1 учебного пособия [5,11]. В результате формируется полное представление о технических возможностях производства.

1.3. Выбор действующего технологического процесса.

Перед выполнением проектной части подробно изучается опыт производства изделий с похожими конструктивными и технологическими признаками, в аналогичных производственных условиях.

Поиск выполняется по двум направлениям (ГОСТ 3.1109-82):

• унифицированные технологические процессы - процессы, разработанные для совокупности деталей с похожими конструктивными и (или) технологическими признаками;

• единичные технологии - процессы изготовления деталей аналогичного наименования и исполнения.

Цель этапа – изучение опыта производства аналогичных изделий в похожих производственных условиях.

Более подробная информация представлена в разделе 3.

1.4. Выбор заготовки и метода ее получения

Заготовка – предмет труда, из которого изменением формы, размеров и свойств изготавливается деталь.

На этапе решаются следующие задачи:

- установление способа получения заготовки;

- предварительный расчёт припусков на обработку каждой поверхности (см. раздел 6);

- предварительное определение размеров заготовки;

- разработка чертежа заготовки с техническими требованиями на её изготовление.

Для получения заготовок используют разнообразные технологические процессы и их сочетания: различные способы литья; пластического деформирования; резка; сварка; комбинированные способы: штамповки-сварки, литья – сварки, порошковой металлургии и др.

При выборе способа получения стремятся к максимальному приближению формы и размеров заготовки к форме и размерам готовой детали. Выполнение этого требования, в большинстве случаев, связано с увеличением затрат на изготовление заготовки.

В условиях индивидуального, мелко- и среднесерийного производства, часто, в качестве стальной заготовки используется сортовой прокат различных профилей. В этом случае важно оценить целесообразность применения формообразующих операций в заготовительных цехах (участках), а также решить вопросы предварительного изготовления различных отверстий, гнёзд, выемок, фланцев и других элементов.

Определение размеров и разработка чертежа заготовки могут быть выполнены только после предварительного формирования маршрута процесса обработки.

Порядок разработки чертежа, параметры и методы их назначения, для основных видов заготовок установлены системой ГОСТов.

Например:

-ГОСТ Р 53464-2009 «Отливки из металлов и сплавов. Допуски, размеры, масса и припуски на механическую обработку»;

-ГОСТ 7062-90 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготовленные ковкой на прессах. Припуски и допуски»;

-ГОСТ 7505-89 «Поковки стальные и штампованные. Допуски, припуски и кузнечные напуски»;

-ГОСТ 7829-70 «Поковки из углеродистой и легированной стали, изготавливаемые ковкой на молотах. Припуски и допуски».

Выполнение этапа заканчивается технико-экономическим обоснованием выбора и разработкой технического задания на изготовление заготовки (кроме заготовок из сортового проката).

Примеры.

1. На рис.1.2. показаны фрагменты чертежей заготовок двух видов

Dз Lз

Заготовка Деталь

а)

б)

Рис. 1.2. Фрагмент чертежа заготовки: а - прокат; б – литьё

2. Заготовка, изображённая на рис.1.3., изготовлена методом горячей объемной штам­повки на горизонтально-ковочной машине (ГКМ).

Степень сложности С1. Точность изготовления поковки — класс I. Группа стали — Ml.

Рис.1.3. Фрагмент рабочего чертежа заготовки

Припуски на обработку зависят от массы, класса точности, группы стали, степени сложности, шероховатости заготовки и назначаются системой ГОСТов. Размеры заго­товки определяют на основании установленных припусков.

Практические вопросы выбора заготовок рассматриваются в задачах 2.9;2.10;2.11 источника [14].