Вопрос 20 - Технологические принципы проектирования техпроцессов: технологической предпочтительности, технологической инверсии, размещения термических операций в структуре техпроцесса.

Принцип технологической предпочтительности

При разработке техпроцесса изготовления детали необходимо провести тщательный анализ технологических условий выполнения каждой операции техпроцесса, учесть влияние различных факторов на точность, качество и производительность обработки, на устойчивость процесса резания. В результате принимается такая очередность операций, при которой условия выполнения каждой из них оказываются наиболее оптимальными.

Пример. Токарная чистовая операция. Требуется подрезать торец в размер со свободным допуском (14 квалитет) и расточить отверстие с допуском по 10 квалитету. Если приступить сразу к обработке отверстия, руководствуясь принципом "решающей операции", то создадим крайне неблагоприятные условия для выполнения этого перехода с точки зрения износостойкости резца, устойчивости процесса резания. Действительно, расточной резец будет врезаться в металл через твердый дефектный слой отливки или поковки с ударами, испытывая одновременно сильный износ. От этого быстро теряется точность наладки технологической системы, требуются более частые подналадки резца, возникают вибрации при резании. В результате снижается точность и качество обработки и производительность процесса, поскольку приходится работать на пониженных режимах резания. Отсюда очевидна целесообразность первоочередной обработки торца, так как врезание расточного резца в этом случае будет происходить по чистому металлу и поэтому указанные выше дефекты и факторы не будут сопутствовать процессу растачивания. Разумеется, что в этом случае врезание подрезного резца будет происходить по необработанной дефектной поверхности заготовки, но это менее опасно, так как жесткость подрезного резца существенно выше, чем расточного, скорость резания уменьшается пропорционально диаметру обработки. И, наконец, допустимый размерный износ подрезного резца регламентируется допусками на линейные размеры, которые обычно (как и в нашем примере) соответствуют 14 квалитету точности, в то время как с помощью расточных резцов выдерживаются диаметральные размеры с более высокой точностью (в нашем приме­ре по 10 квалитету).

Принцип технологической инверсии В переводе с латинского языка слово инверсия означает переворачивание, перестановку.

Сущность принципа заключается в обращении (изменении) функций, в перестановке баз, рабочих движений, последовательности переходов, геометрии и расположения элементов технологической системы. Так, в технологической системе могут быть предпочтительными, например: главным движением вместо вращения заготовки сделать вращение инст­румента (или наоборот); движение подачи реализовать не перемещением инструмента, а перемещением заготовки; вместо поверхности отверстия для установки принять наружную поверхность гильзы, шестерни; встречное фрезерование заменить попутным и т.д. В каждом таком случае задача технолога состоит в оценке преимуществ и недостатков инверсированных вариантов и реализации наиболее рационального из них.

Принцип размещения термических операций в структуре технологического процесса

Введение в техпроцесс термических операций как бы нарушает его непрерывность с геометрической точки зрения, так как обусловленные этими операциями деформации не могут учитываться при составлении схемы процесса.

После термообработки заготовки детали техпроцесс механообработки приходится начинать как бы заново и выбирать новые базы, играющие роль черновых баз начала техпроцесса. Идя от них, вводят новые обрабо­танные базы или исправляют (обрабатывают) ранее используемые базы, и на их основе строят дальнейший план обработки.

При исправлении баз очень важно восстановить базирование таким образом, чтобы новые базы были связаны со старыми, возможно более строгими, размерами и соотношениями. В противном случае нарушается вся достигнутая ранее координация поверхностей, что повлечет увеличе­ние операционных припусков, удлинение маршрута обработки и т.п.

Термическая обработка деталей применяется для:

- повышения производительности труда на операциях механической обработки;

- уменьшения коробления и поводок деталей при механической обработке и при эксплуатации за счет снятия внутренних напряжений;

-улучшения качества механически обработанных поверхностей, улучшения их физико-механических и специальных свойств.

Повышение производительности труда при механической обработке достигается за счет улучшения обрабатываемости металла путем повыше­ния его структурной однородности, снижения твердости и вязкости. С этой целью используются термические операции: отжиг, нормализация или улучшение, т.е. закалка с высоким отпуском. Термические операции в данном случае применяются, как правило, до первой операции техпроцесса - это предварительные термические операции. Иногда они применяются после первых черновых (обдирочных) операций механической обработки. Применение предварительной термической обработки делает структуру металла более стабильной и равномерной за счет снятия внутренних на­пряжений. Благодаря этому уменьшаются коробления и поводки деталей на операциях механообработки (особенно чистовых), а также и при окончательной термической обработке.

Для снятия внутренних напряжений, кроме операций предваритель­ной термической обработки, в практике применяют промежуточные термические операции: рекристаллизационный отжиг, различные виды от­пуска, старение.

Повышение твердости, прочности, износостойкости, коррозионной стойкости и других свойств готовых деталей достигается окончательной термической обработкой и химико-термическими методами обработки. Эти операции размещаются в структуре техпроцесса перед отделочными операциями или после операций механической обработки.

 

Вопрос 21 - Основные понятия о припусках. Сущность методов определения припусков на обработку.

Путем механической обработки заготовки за ряд переходов и операций достигается требуемая геометрическая форма, размеры и качество поверхностей детали, заданные рабочим чертежом. На каждом переходе с обрабатываемой поверхности снимается слой металла, в результате чего изменяется размер заготовки. Слой материала, необходимый для выполнения техн. перехода, т. е. снимаемый за один переход называется промежуточным припуском. Слой материала, снимаемый с обрабатываемой поверхности за одну операцию, называется операционным припуском. Слой материала, снимаемый с обрабатываемой поверхности заготовки, в процессе всей её механической обработки, называется припуском на обработку. Припуск измеряется в направлении перпендикулярном к обрабатываемой поверхности. Для тел вращения он задаётся на диаметр или на толщину, а для плоскостей (линейных размеров) он может задаваться на стороны, но с обязательной оговоркой этого. Неоправданно большие припуски ведут к перерасходу материала, что вызывает необходимость введения дополнительных переходов. Увеличивается трудоёмкость процесса обработки, затраты энергии, инструмента, себестоимость детали и снижается производительность труда. В некоторых случаях, увеличенные припуски приводят к удалению при обработке с рабочих поверхностей наиболее износостойкого или малоуглеродистого слоя металла. Следовательно, необходимо назначать меньшие значения припусков. Однако, недостаточные припуска не обеспечивают возможность удаления дефектных поверхностных слоёв металла и получение требуемой точности и шероховатости обработанных поверхностей, а ряде случаев, создают неприемлемые тех. требования для работы режущего инструмента. Поэтому в результате недостаточных припусков возрастает брак, что приводит к повышению себестоимости продукции. Большое значение имеет правильный выбор величины припуска и правильное назначение допусков. Т. к. слишком узкие допуски приводят к удорожанию заготовок, а слишком широкие – снижают точность обработки заготовок в приспособлениях на настроенных станках, осложняя настройку и наладку станков. Поэтому установление оптимальных величин припусков на обработку и технологических припусков на размер заготовки по всем переходам и операциям является одной из основных техн. задач. 3 метода определения припусков: 1-й опытно-статистический (табличный); 2-й расчетно-статистический;3-й расчетно-аналитический. Наиболее распространённый - 1ый метод, который не учитывает ни схемы базирования и установки детали на станке, ни конкретной структуры ТП (на одной операции снимается припуск или на нескольких). Припуск дается в таблицах суммарно на весь ТП и, как правило, является завышенным, т. к. он должен быть достаточно для всех возможных технологических вариантов обработки. Последующая необходимость разбивки припуска на операционные и промежуточные, и установления допусков на операционные и промежуточные размеры, делают этот метод не менее трудоёмкий по сравнению с расчетными методами. По этим причинам наиболее прогрессивным является 2ой метод, по которому промежуточные припуски и допуски назначаются опытно-статистическим путем. Общий припуск на обработку поверхности определяется суммированием статистически определённых промежуточных припусков, в соответствии с намеченной структурой ТП детали. Однако также не учитывает особенности выполнения каждой отдельной операции (базирования, и т. д.). Поэтому для условий серийного и массового производства необходимо применять 3ий метод. При правильном использовании этого метода можно сократить отход металла в стружку на 20-30%.

Вопрос 22 - исходные данные для проектирования тп и определение типа производства по значению коэффициента закрепления операции.

Исходными данными для проектирования тп являются:

1. рабочий чертеж определяющий материал, конструктивные формы и размеры детали

2. технические условия на изготовление детали характеризующие точность и качество обработки ее поверхности, а также особые требования (ТВ., структура, то, балансировка)

3. объем выпуска продукции

4. срок в течение которого должен выполняться выпуск изделий

5. дополнительные условия проектирования, такие как наличие или отсутствие оборудования, возможность модернизации оборудования, наличие производственных площадей для расширения производства и возможности применения современных видов заготовок.

При проектировании используются справочные и нормативные материалы, каталоги и паспорта оборудования, альбомы приспособлений, ГОСТы и нормы на режущие и измерительные инструменты, нормативы по точности, шероховатости, припускам, режимам резания и техническому нормированию времени и другие вспомогательные материалы. Для оформления технологических разработок необходимо иметь соответствующие бланки технологической документации.

Коэффициент закрепления операции: P – число рабочих мест; Qi – колличесво операций; ,где P_i – число рабочих мест, шт; О _i – число различных операций, закрепленных за рабочим ме­стом, шт. ; К_зн – нормативный коэффициент загрузки оборудования; К_зн=0,8; К_{зф i} – фактический коэффициенты загрузки оборудования на i-ом рабочем месте

; С_прi – принятое расчетное число рабочих мест, шт.Расчетное число рабочих мест округляют до ближайшего целого числа, получая при этом принятое число рабочих мест. С_прi = P_i.  C_pi – расчетное число рабочих мест (число станков), необходимых для выполнения i-ой операции, шт ; Т_шт – штучное время выполнения i-ой операции, мин; F _Д – действительный годовой фонд времени работы оборудова­ния, ч; N – объем выпуска изделий в год;

Определим тип производства:

- если Кзо<=10 – КС или М производство

- если 10<Kзо<=20 – CC производство

- если Кзо>20 – МС производство

Для серийного производства рассчитывается оптимальное количество партий для одновременного запуска в производство: N – объем выпуска деталей в год; F – число рабочих дней в году; a – необходимый запас деталей на складе (крупные детали 2-3 дня, мелкие – до 10 дней)Величина партии деталей Пп в дальнейших расчетах корректируется с учетом удобства планирования организации производства, с этой целью размер партии устанавливается исходя из полной загрузки оборудования и рабочих мест в течении целого числа смен, кратного числу календарных рабочих дней в планируемый период. Для крупных деталей целесообразно размер партии увязывать имеющимися рабочими чертежами рабочего места, необходимых для размещения обрабатываемых заготовок (деталей).

Проектированию ТП предшествует подробное изучение чертежа, условий изготовления и работы ее в изделии, проверяется достаточность проектирования, правильность простановки размеров, изучаются требования по точности и шероховатости поверхностей и другим требованиям технических условий. При контроле рабочего чертежа выявляются возможности улучшения конструкции детали, в результате чего может быть получен значительный эффект трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки деталей высокопроизводительными методами с обеспечением снижения себестоимости, повышения рентабельности процессов обработки без ущерба для служебных назначений деталей.

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: