В.А. Полетаев Проектирование и управление технологическими процессами

10 4.2.6.Проектирование маршрута обработки детали

Определение маршрута обработки проводится с использованием структурного метода в следующем порядке [2, 25, 26, 34, 39, 69]:

- выбор технологических методов обработки поверхностей детали, исходя из их технологических и конструктивных характеристик, используя таблицы экономической точности обработки [35, 62];

-формирование принципиальной схемы обработки на уровне этапов (черновой, получистовой, чистовой, отделочный и т.д.);

-определение предварительного комплекта баз для каждой поверхности;

-определение группы оборудования для обработки отдельных поверхностей исходя из выбранных методов обработки, требуемой точности обработки;

-предварительное формирование технологических операций на уровне компоновочных схем путем объединения переходов исходя из общности оборудования и схем базирования;

-введение контрольных переходов и выбор типоразмеров мерительного инструмента и контрольных приспособлений.

В конце данного этапа производится окончательный выбор технологических баз для обработки каждой поверхности с учетом принципов единства и совмещения баз. Выбор баз на первой операции произво-

дится путем размерного анализа вариантов базирования [2, 69] и включает в себя:

1. Определяются наиболее точные и важные поверхности детали.

2.Определяется схема базирования при первой механической обработке этих поверхностей ( операция К).

3.Составляются варианты базирования на предыдущих операциях (тех, на которых обрабатываются базы для операции К).

4.Путем расчета размерных цепей определяются погрешности обработки по каждому варианту и отбирается вариант по критерию минимальной погрешности.

Врезультате выполнения этого этапа должен быть получен общий план обработки детали. Окончательное уточнение маршрута обработки производится на стадии разработки технологических операций.

11 4.2.7. Разработка операционной технологии

На этом этапе происходит уточнение содержания технологических операций в следующем порядке:

1. Уточнение структуры технологических операций. Здесь, исходя из типа и организационной формы производства, вида и конструкции заготовки, требований к точности и качеству поверхностей детали, решаются две задачи:

-уточнение состава переходов, включаемых в данную операцию;

-уточнение последовательности выполнения технологических пе-

реходов в каждой операции [25, 69]. Здесь рассматриваются различные схемы построения операций с учетом контрольных переходов и пр.

2. Выбор технологического оборудования в соответствии с требованиями ГОСТ 14.304-73. Конкретные модели и типоразмеры выбирают исходя из конструктивно-технологических характеристик заготовки, требуемой точности и производительности обработки. Рекомендуется использовать для выбора табличную форму [39].

3. Выбор технологической оснастки проводят в соответствии с требованиями стандартов ЕСТПП (ГОСТ 14.301-73, ГОСТ 14.305-73, ГОСТ 14.306-73, 14.307-73). На этом этапе осуществляют выбор приспособлений, режущего, вспомогательного и мерительного инструмента. Выбор производят по соответствующим справочникам [8, 31, 36, 43, 59, 62, 63, 64, 66, 70] с учетом всех необходимых факторов: тип и организационные формы производства, разработанной технологии, максимальное использование стандартной оснастки и пр. Результаты выбора также оформляются в табличной форме.

4.Выбор промышленных роботов и дополнительных средств автоматизации [4, 33, 56, 59].

5.Расчет припусков на обработку, межоперационных размеров

идопусков. На 1-2 самые точные поверхности расчет припусков и межоперационных размеров производят расчетно-аналитическим ме-

тодом [58], на остальные поверхности припуски назначают опытностатистическим методом по таблицам [35, 62]. При необходимости по результатам расчета в РПЗ может быть приведен эскиз заготовки с указанием припусков на обрабатываемые поверхности.

6. Расчет режимов резания. Также на 1-2 операции (перехода) режимы резания определяют расчетно-аналитическим методом по методике, изложенной в [26, 63]. На остальные операции режимы назна-

12 чаются опытно-статистическим методом по нормативам, приведенным

в[45, 48]. Результаты назначения режимов резания сводят в таблицу.

7.Для одной из операций, выполняемой на станке с ЧПУ, проводится определение параметров, необходимых для разработки расчет-

но-технологической карты [5, 51]:

-определяют системы координат станка, инструмента, детали, координаты исходных точек положения режущего инструмента;

-определяют траектории движения режущего инструмента;

-рассчитывают координаты опорных точек, определяется необходимость в дополнительных точках остановки для контроля детали, инструмента и пр.;

-определяют настроечные размеры для режущих инструментов;

-разрабатывают управляющую программу (при значительной трудоемкости – фрагмент управляющей программы) на операцию.

8.Нормирование технологических операций. Методика расче-

та норм времени приведена в [7, 26]. Общий порядок расчета следующий:

- на основании рассчитанных режимов резания определяют основное (машинное) время. Можно использовать зависимости, приве-

денные в [26, 63];

-по соответствующим нормативам определяют вспомогательное

иподготовительно-заключительное [44, 62] время по каждой операции;

-время на обслуживание рабочего места и отдых определяют в процентном отношении к оперативному времени;

-определяют штучное и штучно-калькуляционное время на каждую операцию;

-суммированием определяют общую трудоемкость изготовления детали;

-по [27] определяют квалификации и профессии исполнителей.

4.2.8.Отработка ТП на надежность

Отработку ТП на надежность проводят с целью обеспечения выпуска продукции установленного объема в течение заданного периода эксплуатации технологических систем с регламентированными показателями качества при соблюдении нормативов затрат материальных, трудовых и энергетических ресурсов. Систему показателей качества

13

продукции определяют для разных случаев на основании ГОСТ 4.93-83 (для металлорежущего оборудования), ГОСТ 4.130-85 (для автоматических линий механической обработки), ГОСТ 27.003-83 (в остальных случаях).

На этапе разработки маршрутной и операционной технологии состав работ по отработке на надежность для вновь проектируемых ТП устанавливают ГОСТ 16.307-74, ГОСТ 27.202-83, ГОСТ 16.320-80,

ГОСТ 19.415-74, ГОСТ 19.416-74 и предусматривают:

-размерный анализ ТП с целью определения номинальных размеров составляющих звеньев технологических размерных цепей, корректировки ТП, расчета коэффициентов запаса точности для замыкающих звеньев;

-анализ точности технологических операций позволяет выявить основные факторы, влияющие на точность операций и установить требования к этим факторам;

-анализ производительности технологических систем позволяет определить оптимальный состав и объем резервирования оборудования.

Соответствующие методики размерного анализа, анализа точно-

сти и производительности приведены в [50].

По результатам анализа могут быть пересмотрены решения, принятые на предыдущих этапах.

4.3. Заполнение технологических карт

Студент разрабатывает и оформляет два комплекта технологической документации: на сборку СЕ и на механическую обработку детали. При определении комплектности документов и заполнении карт необходимо руководствоваться стандартами ЕСТД [18, 19, 21, 22, 23, 24, 25, 26]. Примеры оформления и основные требования к технологической документации приведены в [53]. Уровень разработки ТП – маршрутно-операционный. Стадия разработки – серийное производство. Минимальный комплект документов:

-титульный лист (ГОСТ 3.1105-84, форма 2);

-маршрутная карта (ГОСТ 3.1118-82, формы 2, 1а);

-ведомость деталей к ТТП (ГОСТ 3.1121-84, формы 2, 2а);

-операционная карта (ГОСТ 3.1104-86, формы 3, 2а);

14

-ведомость деталей к типовой операции (ГОСТ 3.1121-84, фор-

мы 2, 2а);

-карта эскизов (ГОСТ 3.1105-84, формы 7, 7а).

Комплекты технологической документации помещают в приложение к РПЗ.

5.ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

5.1.Схемы сборочного состава и сборки

Взависимости от заполняемости листа схема сборочного состава может быть приведена в РПЗ или вынесена в графическую часть. При-

мер оформления и требования к выделяемым СЕ приведены в [55]. Требование и примеры оформления схем сборки приведены в [28,

71]. Дополнительно следует придерживаться следующих правил:

-располагать схему сборки рекомендуется по горизонтали;

-изображение схемы сборки следует начинать с базовой детали

изаканчивать готовым изделием, располагая их на одном уровне и соединяя прямой линией;

-снизу к этой линии в выбранной последовательности присоединяют промежуточные СЕ, сверху – детали;

-детали и СЕ изображают прямоугольником, разделенным на три части: в верхней части указывают наименование детали (СЕ), в нижней части – номер по спецификации и количество деталей в изделии;

-необходимо следить за поряядком установки СЕ и деталей во времени, за последовательностью основных и вспомогательных работ, выполняемых при сборке, делая соответствующие надписи на схеме сборки;

-для сложных сборок схемы общей и узловых сборок выполняют раздельно, для простых изделий эти схемы совмещают.

5.2. Точностной анализ СЕ

На этом листе помещают часть сборочного чертежа изделия либо, при необходимости, весь сборочный чертеж, на котором показывают

15

размерную цепь, обеспечивающую заданную точность одного из параметров изделия.

Как правило, достаточно одного вида, хотя, при необходимости, их может быть больше.

На этом листе в виде таблицы приводят результаты расчета размерной цепи в соответствии с выбранным методом достижения точности. В таблице приводят номинальные значения и допуски всех составляющих звеньев и замыкающего звена.

При групповом методе достижения заданной точности допуски на составляющие звенья должны быть приведены по всем группам.

При методе регулирования или пригонки на схеме размерной цепи и в таблице должно быть указано компенсирующее звено.

5.3. Технологические наладки

Технологические наладки вычерчивают конструктивно. На наладке показывают:

-контуры заготовки в масштабе;

-установочные и зажимные элементы приспособления (конструктивно);

-режущий инструмент в конце рабочего хода (кроме мерного инструмента);

-устройства для закрепления режущего инструмента (патрон, оправка и пр.) конструктивно;

-направления движения инструмента и заготовки; операционные

инастроечные размеры;

-шероховатость обрабатываемых поверхностей. Обрабатываемые поверхности выделяют красным цветом, режу-

щий инструмент (рабочие кромки) – синим.

Вверху наладки указывают номер и наименование операции по ТП, а также тип и модель станка. Внизу приводят таблицу режимов резания и элементов нормы времени (основное, штучное время). Режимы резания приводят для каждого режущего инструмента наладки, поэтому инструменты на листе нумеруют. При многопозиционной обработке проставляют номера позиций, и показывают направление смены позиций. На листе следует размещать 3-4 наладки на различные операции.

16

5.4. Расчетно-технологическая карта

На расчетно-технологической карте должна быть отражена следующая информация [5, 51, 54, 71]:

1. Деталь в прямоугольной системе координат, исходная точка О положения режущего инструмента (при многоинструментальной обработке исходные точки могут быть выбраны для каждого инструмента). Контур детали, подлежащий обработке, и контур заготовки вычерчивают в масштабе с указанием всех размеров, необходимых при программировании.

2.Расположение зажимных и базирующих элементов.

3.Траектория движения инструмента в двух плоскостях системы координат: XY , XZ. При многоинструментальной обработке следует изображать траекторию каждого режущего инструмента. Если точка О не совпадает с началом координат детали (точка W), то необходимо связать их размерами.

4.Опорные точки на траектории и направление движения. Опорные точки необходимо намечать по геометрическим и технологическим признакам (меняется геометрический характер траектории, меняются режимы движения и пр.).

5.При необходимости указывают места контрольных точек, в которых предусматривается кратковременная (указывается в секундах) остановка обработки для проверки точности отработки УП. Указывают также точки смены инструмента, изменения вращения шпинделя, перезакрепления детали и пр.

6.Дополнительные данные: тип станка, номер и название операции, таблицы с координатами опорных точек и режимами обработки, сведения о режущем и вспомогательном инструменте.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Балабанов А.Н. Технологичность конструкции машин. – М.: Машиностроение, 1987.

2.Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. - М.: Машиностроение, 1969.

3.Блюменштейн В.Ю., Герике Л.О. Проектирование и производство заготовок: Учеб. пособие. В 2 ч. /Кузбас. гос. техн. ун-т. - Кемерово,

1994.

17

4.Волчкевич Л.И. Комплексная автоматизация производства - М.: Машиностроение, 1983.

5.Гжиров Р.И. Программирование обработки на станках с ЧПУ: Справочник. /Р.И. Гжиров, П.П. Серебреницкий - Л.: Машинострое-

ние, 1990.

6.Гибкие производственные системы сборки /Под общ. ред. А.И.Федотова. – Л.: Машиностроение, 1989.

7.Горбацевич А.Ф. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для машиностроительных специальностей вузов./А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред – Минск: Высш. шк., 1983.

8.Горошкин А.К. Приспособления для металлорежущих станков: Справочник. – М.: Машиностроение, 1979.

9.ГОСТ 14.202-73. Правила выбора показателей технологичности конструкции изделий.

10.ГОСТ 14.203-73. Правила обеспечения технологичности конструкции сборочных единиц.

11.ГОСТ 14.204-73. Правила обеспечения технологичности конструкции деталей.

12.ГОСТ 14.312-74. Основные формы организации технологических процессов.

13.ГОСТ 16319-80. Цепи размерные. Основные положения, термины, обозначения и определения.

14.ГОСТ 16320-80. Цепи размерные. Расчет плоских цепей.

15.ГОСТ 21495-76. Базы и базирование в машиностроении. Термины и определения.

16.ГОСТ 3.1104 – 81. Общие требования к формам, бланкам и документам.

17.ГОСТ 3.1105 – 84. Формы и правила оформления документов общего назначения.

18.ГОСТ 3.1107 – 81. Опоры, зажимы и установочные устройства. Графические обозначения.

19.ГОСТ 3.1118 – 82. Формы и правила оформления маршрутных

карт.

20.ГОСТ 3.1119 – 83. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на единичные технологические процессы.

18

21. ГОСТ 3.1121 – 84. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на типовые и групповые технологические процессы (операции).

22.ГОСТ 3.1404 – 86. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием.

23.ГОСТ 3.1702 – 79. Правила записи операций и переходов. Обработка резанием.

24.ГОСТ 3.1703 – 79. Правила записи операций и переходов. Слесарные, слесарно-сборочные работы.

25.Дерябин А.Л. Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ и в ГПС: Учеб. пособие для машиностроит. техникумов./А.Л. Дерябин, М.А. Эстерзон - М.: Машиностроение, 1989.

26.Дипломное проектирование по технологии машиностроения: Учеб. пособие для вузов /Под общ ред. В.В.Бабука. - Минск: Высш.

шк., 1979.

27.Единый тарифно-квалификационный справочник работ и профессий рабочих. Вып. 2. - М.: Изд-во стандартов, 1972.

28.Замятин В.К. Технология и автоматизация сборки. – М.: Машиностроение, 1993.

29.Замятин В.К. Технология и оснащение сборочного производства машиноприборостроения: Справочник – М.: Машиностроение, 1995.

30.Изучение методов группирования объектов производства с применением ЭВМ: Метод. указания к практической работе. /Сост.: А.Н. Трусов, И.В. Бизенков; Кузбас. политехн. ин-т. - Кемерово, 1988.

31.Клепцов А.А. Проектирование технологической оснастки для роботизированного производства: Учеб. пособие. /А.А. Клепцов, А.Н. Трусов, Е.И. Ширяев; Кузбас. политехн. ин-т. – Кемерово, 1988.

32.Ковка и штамповка: Справочник в 4 т. - М.: Машиностроение,

1985-1987.

33.Козырев Ю.Г. Промышленные роботы: Справочник. – М.: Машиностроение, 1983.

34.Колесов И.М. Основы технологии и машиностроения: Учеб. для вузов. - М.: Машиностроение, Станкин, 1997.

35.Косилова А.Г. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1976.

36.Кузнецов Ю.И. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. /Ю.И. Кузнецов, А.Р. Маслов, А.Н. Байков - М.: Машиностроение,

1983.

19

37.Маталин А.А. Технология машиностроения: Учеб. для машиностроительных вузов по специальности "Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты". - Л.: Машиностроение, 1985.

38.Матвеев В.В. Проектирование экономических технологических процессов в машиностроении./В.В. Матвеев, Ф.И. Бойков, Ю.Н. Свиридов - Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1979.

39.Машкин Л.Д., Структурный метод проектирования технологических процессов механической обработки: Учеб. пособие./Л.Д. Машкин, А.А. Клепцов, И.А. Туманов; Кузбас. политехн. ин-т. - Кемерово,

1986.

40.Методика отработки конструкции на технологичность и оценка уровня технологичности изделий машиностроения. – М.: Изд-во стандартов, 1975.

41.Механизация и автоматизация сборочных работ /А. В. Воронин, А.И. Гречухин, А.С. Калашников и др. – М.: Машиностроение, 1985.

42.Митрофанов С.П. Групповая технология машиностроительного производства: В 2 т. - Л.: Машиностроение, 1983.

43.Обработка металлов резанием: Справочник технолога /Под общ. ред. А.А.Панова. - М.: Машиностроение, 1988.

44.Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного обслуживания рабочего места и подготовительнозаключительного для технического нормирования станочных работ (различные типы производства). – М.: Машиностроение, 1974.

45.Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на работы, выполняемые на металлорежущих станках с программным управлением /Центр. бюро нормативов по труду при НИИтруда. – М., 1980.

46.Общемашиностроительные нормативы на слесарную обработку

ислесарно-сборочные работы при сборке. Мелкосерийное и единичное производство. – М.: Машиностроение, 1973.

47.Общемашиностроительные нормативы на слесарную обработку

ислесарно-сборочные работы при сборке. Массовое и крупносерийное производство. – М.: Машиностроение, 1973.

48.Общемашиностроительные нормативы режимов резания для многоцелевых станков фрезерно-сверлильно-расточной группы. – М.: ВНИИТЭМР, 1986.

49.Оценка степени подготовленности изделия к автоматизированному производству: Метод. указания к практической работе./Сост.: