Технологическая характеристика машиностроение, изделие и его элементы. Производственный и технологический процессы. Разновидности Тех процессов

 Объектами производства машиностроительной промышленности являются различные машины. Машины, механизмы и установки, их агрегаты или детали в процессе производства их на машиностроительном предприятии являются изделиями.

Изделием в машиностроении называется любой предмет или набор предметов производства, подлежащий изготовлению на предприятии. Изделием может быть машина, ее элементы в сборе и даже отдельная детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для автомобильного завода изделием является автомобиль, для карбюраторного завода - карбюратор, для автоматического завода поршней - поршень.

Изделия в зависимости от их назначения делят на изделия основного и вспомогательного производства. К изделиям основного производства относятся изделия, предназначенные для поставки (реализации), а к изделиям вспомогательного производства - изделия, предназначенные только для собственных нужд изготовляющего их предприятия.

ГОСТом установлены перечисленные ниже виды изделий.

Деталь - это изделие (составная часть изделия) изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (например, валик из одного куска металла, литой корпус и т. п.). Характерный признак детали - отсутствие в ней разъёмных и неразъемных соединений. Деталь - это первичный сборочный элемент каждой машины.

Сборочная единица - это изделие, составные части которого подлежат соединению (собирается отдельно и в дальнейшем участвует в процессе сборки как одно целое). Составные части сборочной единицы подлежат соедине­нию между собой на предприятии-изготовителе сборочными операциями (свинчиванием, склеиванием, клепкой, опрессовкой и т. п.); например, собираются шпиндельный узел, коробка скоростей, ротор турбины, составной коленчатый вал и т. п.

Характерным признаком составной части изделия с технологической точки зрения является возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия. Составная часть в зависимости от конструкции может состоять либо из отдельных деталей, либо из составных частей высших порядков и деталей. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких составных частей второго порядка и деталей. Составная часть второго порядка входит в составную часть первого порядка. Она расчленяется на детали или на составные части третьего порядка и детали и т. д., составная часть наивысшего порядка расчленяется только на детали. Рассмотренное деление изделия на составные части производится по технологическому признаку.

Существует другое деление, когда изделие расчленяется на составные части, по функциональному признаку. К ним можно, например, отнести механизм газораспределения двигателя, систему его смазки или охлаждения. Эти составные части изделия не являются сборочными с технологической точки зрения, так как их в большинстве случаев нельзя обособленно и полностью собрать отдельно от других элементов изделия. Деление изделия на составные части и оформление чертежей и других технических документов в машиностроении дано в

 ГОСТ 2.101-68.

В современном машиностроении сборка расчленяется на общую и узловую. Объектом общей сборки является изделие, объектом узловой сборки являются его составные части.

Сборочные единицы (узлы), в процессе общей сборки непосредственно входящие в изделие, называются сборочными единицами первого порядка. Сборочные единицы, входящие в сборочную единицу первого порядка, называются сборочными единицами второго порядка и т. д.

Отдельные детали (например, крепежные) могут входить в сборочные единицы любого порядка или непосредственно в собираемое изделие.

Собранное изделие может рассматриваться как сборочная единица нулевого порядка.

Сборочный комплект - это группа составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части (ГОСТ 3.1109-82).

Объектами производства машиностроительных предприятий могут быть комплексы и комплекты изделий, кроме от­дельных машин и их частей.

Комплекс - это два и более, специфицированных (состоящих из двух и более составных частей) изделия, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; например: автоматическая линия, цех-автомат, станок с ЧПУ с управляющими панелями и т. п.

 

Комплект - это два и более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера; например: комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры, упаковочной тары и т. п.

Комплектующее изделие - это изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем. Составными частями изделия могут быть детали и сборочные единицы (ГОСТ 3.1109-82).

 

 

Производственный процесс характеризуется совокупностью действий, в результате которых материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия в соответствии с их служебным назначением. Для функционирования производственного процесса необходимы соответствующие исходные данные. Так, директивное задание содержит необходимые указания о развертывании производства машин определенного назначения или серии машин с указанием объема годового выпуска.

Технологический процесс (ТП) (сокращенно техпроцесс) — это упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата.

Технологический процесс — это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. К предметам труда относят заготовки и изделия.

Технологическим переходом называют законченную часть технологической операции, выполняемую с одними и теми же средствами технологического оснащения.

 

Вспомогательным переходом называют законченную часть технологической операции, состоящей из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода.

 

Для осуществления техпроцесса необходимо применение совокупности орудий производства — технологического оборудования, называемых средствами технологического оснащения.

 

Установ — часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или сборочной единицы.

В зависимости от применения в производственном процессе для решения одной и той же задачи различных приёмов и оборудования различают следующие виды техпроцессов:

Единичный технологический процесс (ЕТП). Разрабатывается индивидуально для конкретной детали.

Типовой технологический процесс (ТТП). Создается для группы изделий, обладающих общностью конструктивных признаков. Разработку типовых технологических процессов осуществляют на общегосударственном и отраслевом уровнях, а также на уровнях предприятия в соответствии с общими правилами разработки технологических процессов.

Групповой технологический процесс (ГТП).

 

В промышленности и сельском хозяйстве описание технологического процесса выполняется в документах, именуемых операционная карта технологического процесса (при подробном описании) или маршрутная карта (при кратком описании).

Маршрутная карта — описание маршрутов движения по цеху изготовляемой детали.

Операционная карта — перечень переходов, установок и применяемых инструментов.

Технологическая карта — документ, в котором описан: процесс обработки деталей, материалов, конструкторская документация, технологическая оснастка.

 

Технологические процессы делят на типовые и перспективные.

Типовой техпроцесс имеет единство содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструкторскими принципами.

Перспективный техпроцесс предполагает опережение (или соответствие) прогрессивному мировому уровню развития технологии производства.

 

Управление проектированием технологического процесса осуществляется на основе маршрутных и операционных технологических процессов.

Маршрутный технологический процесс оформляется маршрутной картой, где устанавливается перечень и последовательность технологических операций, тип оборудования, на котором эти операции будут выполняться; применяемая оснастка; укрупненная норма времени без указания переходов и режимов обработки.

Операционный технологический процесс детализирует технологию обработки и сборки до переходов и режимов обработки. Здесь оформляются операционные карты технологических процессов.

 

 

Классификационные категории машиностроительного производства(формы,организации,виды и типы)ю. Определения типа производства.

Тип производства определяется комплексной характеристикой технических, организационных и экономических особенностей производства,

Различают три типа производства: единичное, серийное, массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматриваются.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.

Формы организации производства

Форма организации производства представляет собой определенное сочетание во времени и в пространстве элементов производственного процесса при соответствующем уровне его интеграции, выраженное системой устойчивых связей.

Различные временные и пространственные структурные построения образуют совокупность основных форм организации производства. Временнаґя структура организации производства определяется составом элементов производственного процесса и порядком их взаимодействия во времени. По виду временной структуры различают формы организации с последовательной, параллельной и параллельно-последовательной передачей предметов труда в производстве.

Форма организации производства с последовательной передачей предметов труда представляет собой такое сочетание элементов производственного процесса, при котором обеспечивается движение обрабатываемых изделий по всем производственным участкам партиями произвольной величины. Предметы труда на каждую последующую операцию передаются лишь после окончания обработки всей партии на предшествующей операции. Данная форма является наиболее гибкой по отношению к изменениям, возникающим в производственной программе, позволяет достаточно полно использовать оборудование, что дает возможность снизить затраты на его приобретение. Недостаток такой формы организации производства заключается в относительно большой длительности производственного цикла, так как каждая деталь перед выполнением последующей операции пролеживает в ожидании обработки всей партии.

Форма организации производства с параллельной передачей предметов труда основана на таком сочетании элементов производственного процесса, которое позволяет запускать, обрабатывать и передавать предметы труда с операции на операцию поштучно и без ожидания. Такая организация производственного процесса приводит к уменьшению количества деталей, находящихся в обработке, сокращению потребностей в площадях, необходимых для складирования и проходов. Ее недостаток - в возможных простоях оборудования (рабочих мест) вследствие различий в длительности операций.

Форма организации производства с параллельно-последовательной передачей предметов труда является промежуточной между последовательной и параллельной формами и частично устраняет присущие им недостатки. Изделия с операции на операцию передаются транспортными партиями. При этом обеспечивается непрерывность использования оборудования и рабочей силы, возможно частично параллельное прохождение партии деталей по операциям технологического процесса.

Производственный процесс – это совокупность всех действий персонала и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления продукции.

Основной частью производственного процесса является технологический процесс, состоящий из целенаправленных действий по изменению или определению состояния предмета труда.

Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса на одном рабочем месте.

Производственный процесс состоит из трудовых и автоматических процессов, а также естественных процессов, не требующих затрат труда.

В зависимости от назначения выделяются: основные; вспомогательные; обслуживающие производственные процессы.

Основные производственные процессы предназначены для непосредственного изменения состояния или формы материала продукции, являющейся в соответствии со специализацией предприятия товарной продукцией (например – процессы изготовления чугуна, стали, проката на металлургическом предприятии; процессы изготовления деталей автомобиля и сборки из них узлов, агрегатов и автомобиля в целом на автомобилестроительном предприятии и т. п.).

Вспомогательными производственными процессами называют те из них, в результате которых изготовляется продукция, используемая, как правило, на самом предприятии для обеспечения нормального функционирования основных процессов (например, производство запасных частей для ремонта основного технологического оборудования; изготовление средств механизации и автоматизации собственного производства, производство различных видов энергии для основного производства). Обслуживающие производственные процессы обеспечивают основные и вспомогательные процессы услугами, необходимыми для их нормального функционирования (транспортные или складские операции).

По принципу разделения труда между человеком и машиной производственные процессы подразделяются: на ручные; механизированные; автоматизированные; автоматические.

Примером ручного процесса являются слесарные работы, выполняемые рабочим без помощи механизмов; механизированные процессы выполняются рабочим с помощью средств, снижающих величину физических нагрузок на работающего (например, работа на токар-но-винторезном станке и др.). Автоматизированные процессы частично или целиком выполняются без участия человека (например, работа на станке-полуавтомате).

По характеру объекта производства различают простые и сложные производственные процессы.

Простой процесс – это процесс, состоящий из последовательно выполняемых операций (изготовление одной детали, партии одинаковых деталей, группы разных деталей, имеющих технологическое сходство и обрабатываемых на одном рабочем месте, участке, линии). Порядок выполнения операций при этом определяется технологией изготовления детали.

Сложный процесс – процесс, состоящий из последовательно и параллельно выполняемых операций. Например, изготовление сборочной единицы, состоящей из нескольких деталей, изготовление изделия, которое включает в себя определенное количество деталей и сборочных единиц. Структура сложного процесса зависит не только от состава технологических процессов изготовления и сборки, но и от порядка их выполнения, зависящего от конструкции сборочной единицы или изделия.

Все машиностроительные предприятия, цехи и участки могут быть отнесены к одному из трёх типов производства:

 - единичному;

 - серийному;

 - массовому.

 Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготавливаемых изделий и малым объёмом их выпуска. Оно отличается универсальностью оборудования и рабочих мест. В сварочном производстве почти полностью отсутствует специальное сварочное оборудование, сборочно-сварочные приспособления и механизмы.

 Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изготавливаемых изделий и большим объёмом выпуска, повторяющимся через определённый промежуток времени партиями.

 Технологический процесс в серийном производстве дифференцирован, т.е. разделён на отдельные операции, которые закреплены зa отдельными рабочими местами. Сравнительно устойчивая номенклатура позволяет широко применять специальные сборочно-сварочные приспособления, внедрять автоматизированные способы сварки, а на отдельных участках организовать поточные линии. При этом используется как общецеховой транспорт, так и напольный. Специализация отдельных видов работ требует высокой квалификации рабочих.

 

 В серийном производстве более детально разрабатываются технологические процессы с указанием режимов работ, способов контроля.

 Серийное производство значительно эффективнее, чем единичное, т.к. более полно используется оборудование, а специализация рабочих мест обеспечивает производительность труда. В зависимости от числа изделий в партии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

 Массовое производство характеризуется непрерывным изготовлением узкой номенклатуры изделий в течение продолжительного времени и большим объёмом выпуска. Оно позволяет широко использовать специальное высокопроизводительное оборудование и приспособления. Это обеспечивает высокую производительность труда, лучшее использование основных производственных фондов и более низкую себестоимость продукции, чем в серийном и единичном производстве.

 Исходя из массы и габаритов сварной конструкции, а также заданной программы выпуска, с учётом особенностей каждого типа производства выбирается тот или иной тип производства

 

9.технологическая документачия для оформления технолог процессов различного типа производства.

Содержание разработанного технологического процесса записывают с различной

степенью детализации описания.

1. Маршрутное описание – сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

2. Операционное описание – полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов

3. Маршрутно-операционное описание – сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах

Выбор степени детализации определяется стадией разработки документов, типом производства и сложностью выпускаемых изделий.

При разработке документации на технологические процессы, выполняемые на стадиях опытного образца (опытной партии) используют маршрутное и/или маршрутно-операционное описание. В мелкосерийном производстве применяют

маршрутно-операционное описание. В серийном и массовом производствах используют операционное описание. 

1.2. Виды технологических документов

В зависимости от назначения технологические документы подразделяют на основные и вспомогательные.

К основным относят документы полностью и однозначно определяющие технологический процесс (операцию) изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия).

К вспомогательным относят документы, применяемые при разработке, внедрении и функционировании технологических процессов и операций, например карту заказа на проектирование технологической оснастки, акт внедрения технологического процесса и др.

Основные технологические документы подразделяют на документы общего и специального назначения. К документам общего назначения относят технологические документы, применяемые в отдельности или в комплектах документов на технологические

процессы (операции), независимо от применяемых технологических методов изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий), например карту эскизов, технологическую инструкцию.

К документам специального назначения относят документы, применяемые при описании технологических процессов и операций в зависимости от типа и вида производства и применяемых технологических методов изготовления, например маршрутную карту, карту технологического процесса, операционную карту и др.

Виды основных технологических документов, их назначение и условное

Комплектность технологических документов на единичные технологические

процессы зависит от: типа производства, стадии разработки документов, степени детализации описания технологических процессов, применяемых технологических методов изготовления и ремонта изделий.

Комплектность документов для каждого ТП устанавливается разработчиком документов применительно к конкретным условиям производства. Каждый комплект включает обязательные для оформления документы и документы, применяемые по усмотрению разработчика.

В единичном и мелкосерийном производстве при маршрутном описании ТП обязательным документом является МК, по усмотрению разработчика могут быть разработаны также ТЛ, ВО, КК, КЭ. В тех случаях, когда для отдельных операций или всего ТП необходимо указать данные по режимам, применяемым материалам, их нормам расхода, в число обязательных документов включают КТИ.

В единичном и мелкосерийном производстве при маршрутно-операционном описании ТП обязательным документом является КТП, по усмотрению разработчика могут быть разработаны также ТЛ, ВО, КК, КЭ. В тех случаях, когда операционное описание необходимо дать для технологических операций одного вида формообразования, обработки или сборки, вместо КТП следует использовать два документа: МК и ВОП. При этом МК используют как основной документ, где для большей части операций применено маршрутное описание В ВОП дается операционное описание отдельных операций. В МК при этом приводят ссылки на ВОП. Например, в ТП сборки для всех операций сборки применено маршрутное описание в МК, а для операций технического контроля – операционное в ВОП.

Если операционное описание необходимо дать для разнородных технологических операций, вместо КТП следует использовать МК и ОК. При этом МК используют как основной документ, где для большей части операций принято маршрутное описание. Для остальных операции дается операционное описание в ОК. В МК при этом приводят ссылки на соответствующие ОК. 

Например, в ТП сборки, для операций, связанных с подготовкой к сварке и пайке, принято маршрутное описание в МК, а для операций сварки и пайки – операционное в ОК. Вместо КТП можно использовать МК и КТИ. При этом МК используют как основной

документ, где для большей части операций принято маршрутное описание. Для отдельных операций используют операционное описание в КТИ. Этот вариант используют в тех случаях, когда для отдельных операций необходимо привести подробную информацию, которая не предусмотрена ОК, например, по наладке оборудования, применяемым материалам, их нормам расхода и т.п. В МК допускается применять операционное описание операций. В этом случае в КТИ могут указываться только данные по наладке оборудования, технологическим режимам и т.п. В среднесерийном и массовом производстве при операционном описании ТП обязательными документами являются МК и ОК, по усмотрению разработчика могут быть разработаны также ТЛ, ВО, КК, КЭ. МК выполняет роль сводного документа, содержащего данные в технологической последовательности по всем

операциям ТП с указанием номеров цехов, участков, рабочих мест, операций, наименований операций, состава документов, используемых при выполнении операций, оборудования и трудозатрат. В соответствующей ОК описывается каждая операция с применением операционного описания В дополнение к МК и ОК в качестве обязательного документа можно использовать

ВОП. МК при этом используют как сводный документ. В ВОП и в ОК выполняется операционное описание операций. 

Например, ТП обработки резанием, основные операции которого выполнены на ОК, а операции технического контроля – в ВОП.

В качестве единственного обязательного документа можно использовать КТП, в котором для всех операций принято операционное описание. При этом допускается в состав комплекта документов включать ОК для описания операций другого метода. 

Например, ТП обработки резанием, описание операций которого выполнено на КТП, а описание операций технического контроля – на ОК.

19

К технологической оснастке относятся зажимные приспособления для установки заготовок на станках [8, 18], режущие, измерительные инструменты и др., применяемые на технологических операциях механической обработки. Так к универсальным приспособлениям относятся 3-х, 4-х - кулачковые патроны, призмы, оправки цельные и разжимные, тиски машинные и т.д., а также используются специальные приспособления. Для контроля размеров обрабатываемых поверхностей заготовок при единичном производстве используют универсальные и специальные измерительные средства, погрешность измерения которых должна быть не более 30% величины допуска на размер. А в условиях серийного производства используют предельные калибры: пробки и скобы.

 Правила выбора технологической оснастки изложены в ГОСТ 14.305-73, а также можно рекомендовать обратиться к Приложениям

Целесообразно использовать режущий инструмент, оснащенный твердым сплавом и композиционным материалом, например, для обработки стали можно применять марки твердого сплава Т5К10, Т15К6, Т30К4, а для чугуна и бронзы ВК2, ВК4, ВК6, ВК8. инструменты с большим содержанием кобальта используют для черновой обработки Т5К10, ВК8, а с меньшим его содержанием для чистовой Т30К4, ВК2.

 Габаритные размеры режущего инструмента следует выбирать в соответствии с техническими характеристиками станков. Так, например, размер сечения державки резца для станка 16К20 должен иметь размеры h * b = 25 * 25 (мм), т.е. высота резца должна быть равной расстоянию от опорной поверхности резцедержателя до оси центров.

 Для каждой операции требуется выбрать необходимое приспособление, режущий инструмент с указанием конкретного типа, размера, материала режущей части, измерительный инструмент с соответствующим названием, диапазоном измерения, ценой деления, а для калибров с их маркировкой, включая номинальный размер детали и условное обозначение поля допуска. Например, для сверлильной операции при обработке отверстия Ø 25Н9 можно подобрать следующую оснастку: кондуктор, сверло спиральное Ø 24,5, Т15К6; зенкер цилиндрический Ø 25, Р6М5; зенковка, Р6М5, штангенциркуль ШЦ 1 0,05-150, калибр-пробка 25Н9.

К технологическому оборудованию по механической обработке заготовок относятся различные типы металлорежущих станков. Металлорежущие станки выбирают с учетом их основной характеристики (для токарных станков - высота линии центров и расстояние между центрами, для сверлильных - максимальный диаметр сверления и т.д.). В соответствии с габаритными размерами обрабатываемых заготовок выбирают типоразмер станка. Немаловажно учитывать и тот факт, что крупногабаритные станки для обработки мелких деталей предлагать нецелесообразно не только из-за излишней трудоемкости работы на них, дополнительных расходов электроэнергии, но и из-за потери точности при изготовлении.

 Станки выбирают согласно их шифрам - условным обозначениям типа и модели из каталогов станков. Для каждой операции требуется выбрать соответствующий тип станка с перечислением основных технических характеристик (мощность электродвигатели, число оборотов шпинделя и подачи суппорта, высота резца, наибольшие диаметр и длина обрабатываемой заготовки и т.д.)

 

17

ского контроля одинаковы для всех машиностроительных заводов. Однако организация и способы контроля в тяжелом машиностроении имеют свои особенности, определяемые своеобразием единичного производства, большими размерами деталей и их весом, невозможностью проведения полной контрольной сборки и т. п.

 

Операционный контроль механической обработки крупных деталей во многих случаях производится не на контрольных плитах, а непосредственно на станке. При этом отдельные части станка используются как измерительные базы для проверки параллельности и перпендикулярности плоскостей и осей отверстий, биения и соосности последних. Поэтому особенно необходимо, чтобы станки постоянно поддерживались в исправном состоянии, а проверка их на технологическую точность проводилась своевременно.

 

Иногда при механической обработке детали возникает необходимость изменения ее размеров в соответствии с фактическими размерами сопрягаемой детали. Такое отступление от чертежа должно проводиться по особому разрешению и оформляться специальным документом, прохождение которого в производстве должно быть подчинено строгому и четкому порядку. Это необходимо для того, чтобы обе детали, порою обрабатываемые в различных цехах, были изготовлены точно по вновь заданным размерам, а также для внесения измененных размеров в паспорт машины с целью правильного изготовления запасных частей с учетом допущенных отклонений.

 

При изготовлении уникальных машин, например шагающих экскаваторов, мощных прессов, не всегда можно проводить полную сборку их на заводе. Для контрольной проверки собираемости сопрягаемых деталей в этих случаях рекомендуется составлять эскизы деталей (карты обмеров) с указанием в них фактических наиболее ответственных размеров, полученных при механической обработке. Сравнивая сопрягаемые размеры деталей и принимая необходимые меры, можно предупредить возникновение больших пригоночных работ на монтаже машины. Технология изготовления деталей в тяжелом машиностроении разрабатывается не так подробно, как в крупносерийном производстве. Технологические карты контроля, как правило, не составляются, поэтому контроль изготовления изделий осуществляется главным образом по чертежам и техническим условиям. Специальные приспособления и измерительный инструмент изготовляются в единичном производстве только в исключительных случаях и для повторяющихся деталей. Основными средствами контроля служат универсальные измерительные инструменты — микрометрические скобы, нутромеры и др. Калибры и шаблоны применяются для проверки небольших размеров деталей и резьбы. Выбор способов проверки, измерительных баз и инструмента производится контролером или контрольным мастером.

 

Вследствие технологических и производственных особенностей тяжелого машиностроения выполнение размеров с заданной точностью и их контроль во многом зависят от квалификации и опыта рабочего и контролера. Методы активного и статистического контроля не применяются, но статистический анализ брака и состояния производства, основанный на положениях теории вероятности, в отдельных случаях может применяться как в металлургических, так и в механообрабатывающих и сборочных цехах.

 

Технический контроль разделяется на сплошной и выборочный по количеству деталей, подлежащих проверке. При сплошном контроле проверяются все без исключения детали. При выборочном контроле проверяется часть деталей из партии. Основным методом технического контроля в тяжелом машиностроении является метод сплошной (стопроцентной) проверки всех машин и их деталей по геометрическим параметрам и техническим требованиям. Выборочный контроль, когда количество выбранных для контроля деталей из проверяемой партии не обосновано положениями теории вероятности, не может быть применен, особенно в условиях единичного и мелкосерийного производства, так как не исключена возможность попадания дефектных изделии к заказчику. Введение выборочной проверки контрольными органами может быть осуществлено только в том случае, если сплошной контроль возлагается на непосредственных исполнителей — мастеров и рабочих, лично проверяющих детали и узлы и удостоверяющих годность их присвоенными им личными клеймами. В этом случае контролер производит только выборочную проверку деталей в количествах, устанавливаемых опытным путем.

 

Этот вид контроля может применяться также при проверке механических свойств партий малоответственных деталей одной плавки, размеров резьбы и прочих размеров болтов, гаек и других нормализованных изделий при достаточно устойчивом технологическом процессе их изготовления. Процент выборочности контроля деталей в этом случае устанавливается технологом и может назначаться на основании статистического анализа стабильности технологического процесса.

 

Главными видами контроля являются: пооперационный, групповой и окончательный (финальный). Пооперационный контроль проводится после каждой ответственной операции. Групповой контроль осуществляется после нескольких малоответственных операций. Окончательному контролю подвергаются детали, прошедшие полную механическую обработку, вне зависимости от осуществления пооперационного контроля, а также машины, законченные сборкой.

 

На простых небольших деталях применяется только окончательный контроль, при котором проверяются все параметры. Для сложных или крупных деталей, особенно тех, проверка которых производится на станке, обязательно назначается пооперационный контроль с целью своевременного выявления отклонений в размерах или брака деталей. В этом случае при окончательном контроле сверяется по операционным технологическим картам и по наличию приемочных клейм проведение контроля всех операций, предусмотренных технологическим процессом; производится внешний осмотр деталей для обнаружения возможных повреждений и недоделок и вторично проверяются посадочные размеры с целью выявления искажения размеров в результате естественного старения металла или в результате исправления дефектов заваркой. Следует отметить, что проведение одного лишь окончательного контроля на плитах требует большого количества контрольных плит и оснастки, удлиняет производственный цикл, затрудняет своевременное выявление брака на операциях, требует более высокой квалификации контролеров и не приводит к их заметному сокращению.

 

Правильно организованный пооперационный контроль является одним из эффективных способов своевременного выявления брака, предупреждения его и улучшения качества деталей. В то же время излишнее, непродуманное назначение пооперационного контроля после каждой операции, вне зависимости от ее значения и требуемой точности получаемых размеров, приводит к увеличению штата контролеров, к увеличению себестоимости продукции и снижает личную ответственность мастеров и рабочих за качество выполняемой работы. Где это возможно, рациональнее проводить групповой контроль либо поручать контроль операций производственному персоналу. Также излишней является организация технического контроля за установкой заготовок и оправок на станках. Такой контроль может быть приемлем только как выборочный, проверяющий работу производственного персонала на особо сложных операциях, или при установке на станок уникальной детали с выверкой ее по ранее обработанным базовым поверхностям.

 

Наряду с указанными выше видами контроля применяется инспекторский и профилактический контроль. Инспекторский контроль проводится периодически для проверки работы контролеров на особо ответственных участках или деталях руководящими работниками отдела технического контроля, которые средствами измерительной лаборатории перепроверяют уже принятые контролером детали.

 

Профилактический контроль является наиболее эффективным видом контроля, предупреждающим брак. Кроме пооперационного контроля, он осуществляется в виде: а) проверки совместно с отделом главного технолога соблюдения технологической дисциплины, состояния оснастки и инструмента с промером всех размеров обработанных деталей;

 

б) контроля правильности установки на станке ответственных и трудоемких деталей перед началом обработки;

 

в) первой проверки и выборочной проверки промежуточных деталей из партии обрабатываемых изделий;

 

г) принудительной проверки измерительных инструментов и приспособлений, находящихся в эксплуатации, измерительной лабораторией и ее контрольными пунктами;

 

д) контроля за соблюдением графика проверки на технологическую точность отдельных станков;

 

е) проверки соответствия металла техническим требованиям чертежа перед запуском изделий в производство.

 

Отсутствие технологии контроля, необходимость приемки деталей и машин непосредственно по техническим условиям и чертежам при постоянно изменяющейся номенклатуре изделий, самостоятельный выбор способов проверки, измерительного инструмента и измерительных баз, а также другие особенности тяжелого и особенно единичного машиностроения требуют высокой квалификации контролеров и проведения приемки сложных деталей и машин контрольными мастерами.

По характеру воздействия на качественный результат технологических операций различают средства пассивного и активного контроля. Средства пассивного контроля позволяют оценивать качество продукции после выполнения соответствующей операции и регистрируют показатели, не предупреждая возникновение брака. Средства активного контроля связаны с исполнительными органами технологического оборудования. С их помощью качество продукции проверяется непосредственно в процессе производства. При достижении заданных критических показателей эти устройства вносят регулирующий импульс.

13.

Принцип совмещения (единства) баз

При назначении технологических баз для точной обработки заготовки в качестве технологических баз следует принимать поверхности, которые одновременно являются конструкторскими и измерительными базами детали, а также используются в качестве баз при сборке изделий.

При совмещении технологических, конструкторских и измерительных баз обработка заготовки осуществляется по размерам, проставленным в рабочем чертеже, с использованием всего поля допуска на размер, предусмотренного конструктором.

Если технологическая база не совпадает с конструкторской или измерительной базой, технолог вынужден производить замену размеров, проставленных в рабочих чертежах от конструкторских и измерительных баз более удобными для обработки технологическими размерами, проставленными непосредственно от технологических баз. При этом происходит удлинение соответствующих размерных цепей заготовки и поля допусков на исходные размеры, проставленные от конструкторских баз, распределяются между вновь введенными промежуточными размерами, связывающими технологические базы с конструкторскими базами и с обрабатываемыми поверхностями. В конечном счете, это приводит к ужесточению допусков на размеры, выдерживаемые при обработке заготовок, к удорожанию процесса обработки и понижению его производительности.

Следующим важным принципом, которым следует руководствоваться при назначении баз, является принцип постоянства баз.

Принцип постоянства баз

Принцип постоянства баз заключается в том, что при разработке технологического процесса необходимо стремиться к использованию одной и той же технологической базы, не допуская без особой необходимости смены технологических баз (не считая смены черновой базы).

 

Стремление осуществить обработку на одной технологической базе объясняется тем, что всякая смена технологических баз увеличивает погрешность взаимного расположения поверхностей, обработанных от разных технологических баз, дополнительно внося в нее погрешность взаимного расположения самих технологических баз, от которых производилась обработка поверхностей.

Сохранение постоянной технологической базы при обработке заготовок на различных операциях снижает погрешности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, однако на практике встречаются случаи, когда выполнение этого требования приводит к чрезмерному усложнению конструкции приспособлений и их удорожанию. В этих случаях технолог вынужден заменять технологические базы, выбирая наиболее удобные и производя соответствующие расчеты увеличения погрешности взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

Комплект баз*- Совокупность двух или трех баз, образующих систему координат, по отношению к которой задается допуск расположения или определяет отклонение расположения, рассматриваемого элемента.

1) Базы, образующие комплект баз, различают в по рядке убывания числа степеней свободы, лишаемых ими (например, на рис. база А лишает деталь трех степеней свободы, база В двух, а база С — одной степени свободы).

2) Если базы не заданы или задан комплект баз, лишающий деталь менее, чем шести степеней свободы, то расположение системы координат, в которой задан допуск расположения рассматриваемого элемента относительно других элементов детали, ограничивается по оставшимся степеням свободы лишь условием соблюдения заданного допуска расположения, а при измерении — условием получения минимального отклонения.

Технологическая база - база, используемая для определения положения заготовки или изделия в процессе изготовления или ремонта.

 

14.

1. В качестве черновой базы при первой операции предпочтительно выбирать те поверхности, которые вообще не подвергаются механической обработке. В этом случае эти поверхности будут иметь наименьшие смещения относительно обработанных.

2. Если деталь обрабатывается полностью, то за черновую базу следует принимать поверхность с наименьшим припуском.

3. Черновые базы должны быть по возможности ровными и чистыми.

4. Черновая база должна иметь достаточные размеры и в самой заготовке занимать наиболее определенное место относительно дугих поверхностей.

5. Черновая база должна обеспечивать наиболее удобную обработку поверхности, принимаемой далее за чистовую установочную базу.

Технологическая база используемая при первом установе заготовки, называется черновой технологической базой. В качестве черновой технологической базы следует выбирать поверхность, относительно которой на первой операции могут быть обработаны поверхности, используемые при дальнейших операциях как технологические базы. Таким образом, черновая база предназначена для обработки чистовых баз. Черновая база должна использоваться при обработке заготовки только один раз – при выполнении первой операции. Все последующие операции и установы заготовки необходимо осуществлять на обработанных поверхностях – чистовых базах. Исключением являются случаи обработки особо точных заготовок, полученных литьем под давлением, точным прессованием, калиброванием, или случаи обработки заготовок, установленных на приспособлениях-спутниках.

 

При выборе черновой базы следует руководствоваться двумя исходными данными рабочего чертежа детали. Одно из них – наличие на обрабатываемой детали поверхностей с особо высокими требованиями по точности размеров и по качеству поверхностного слоя. В таком случае именно эти поверхности следует принимать за базы на первой операции. И второе исходное данное, которое должно быть в поле зрения, это – имеются ли поверхности, не подлежащие обработке резанием. Тогда в качестве черновых технологических баз, возможно, целесообразно выбрать именно эти поверхности, остающиеся необработанными. Особенно это важно для деталей с требованием равномерного распределения масс с целью минимизации дисбаланса, что позволит обеспечить правильное расположение обрабатываемых поверхностей детали относительно необрабатываемых. Например, при обработке шатунов двигателей внутреннего сгорания наружные поверхности головок и стержень не подвергаются механической обработке. В ряде конструкций динамические нагрузки вдоль стержня настолько велики, что строго нормируется возможное отклонение равнодействующей силы сжатия стержня от его продольной оси, чтобы исключить потерю продольной устойчивости. На чертеже это требование выражается в нормировании симметричности торцов головок относительно оси стержня. Поэтому при базировании в качестве черновой базы выбирается скрытая база – воображаемая ось стержня, и это базирование реализуется путем зажима стержня в самоцентрирующих тисках (см. рис. 4, а). При настройке фрезерных головок относительно оси самоцентрирующих тисков плоскости А и С будут симметричны плоскостям В и D.

11.

Наименования изделия, детали и материал заготовки задаются независимо от типа производства.

 

Вид заготовки может быть разный: прокат, поковка или штамповка, отливка. В единичном производстве вид заготовки определяется ее минимальной стоимостью, т. е. способ получения заготовки должен исключать затраты на улучшение ее качества путем уменьшения припуска на обработку.

Стальные детали изготовляются в основном из прокатных заготовок, поковки применяют редко, а штампованные или прессованные заготовки вообще не применяют. Литые заготовки как чугунные, так и стальные применяют лишь при условии, что другими способами их получить нельзя. Объясняется это тем, что изготовление штампов для поковки, штамповки или прессования, а также моделей для отливок требует больших затрат средств и времени.

В массовом производстве картина иная. Затраты на изготовление штампов металлических изделий, а также на специальные способы получения заготовок из стали, чугуна и цветных металлов окупаются переносом стоимости оборудования и приспособлений на очень большое количество деталей. Снижение стоимости изготовления деталей в массовом производстве за счет уменьшения веса заготовок (уменьшение припусков на обработку), сокращения времени на обработку и снижения квалификации используемой рабочей силы оправдывает все затраты на улучшение качества заготовок.

Крупносерийное производство мало отличается от массового,. и в нем, как правило, используют все возможности для улучшения качества заготовки, например, уменьшают припуски на обработку.

Мелкосерийное производство (выпуск от 10 до 1000 изделии в год) требует расчета целесообразности применения специальных (улучшенных), т. е. усложненных способов получения заготовок.

Таким образом, вид заготовки во многом зависит от типа производства и оказывает влияние на стоимость механической обработки детали.

Количество деталей в одной заготовке. Из одной заготовки возможно изготовление нескольких деталей (например, призматических шпонок). Если деталь короткая, целесообразно обработать наружные поверхности, а потом разрезать ее на части. Этот способ обработки целесообразен в индивидуальном и серийном производствах.

В массовом производстве такие заготовки обрабатывают на автоматах или применяют специального профиля прокат, например пруток, из которого получается большое количество деталей.

Количество деталей на одно изделие знать необходимо при разработке технологического процесса в единичном и серийном производствах для определения партии деталей, обработка которых должна вестись одновременно.

 

12.

Обеспечение заданной точности детали основное требование к технологическому процессу. Под точностью обработки понимают степень соответствия изготовленной детали требованиям чертежа и технических условий. Точность детали слагается из точности выполнения размеров, формы, относительного положения поверхностей детали и шероховатости поверхностей. Под точностью формы поверхности понимают степень соответствия ее размеров в осевом и поперечном сечениях геометрической форме.При разработке технологического процесса изготовления детали для обеспечения требуемой точности обработки приходится учитывать причины, вызывающие погрешности обработки. Основными причинами погрешностей обработки на токарных станках являются: недостаточная точность и жесткость станка; неточность изготовления и недостаточная жесткость режущего и вспомогательного инструмента; погрешности установки заготовки на станке и ее деформация при зажиме или под действием усилий резания и нагрева, погрешности в процессе измерения и др.

Определение погрешностей обработки методом математической статистики

В процессе изготовления деталей машин качество их изготовления зависит от технологических факторов , в большей или меньшей степени влияющих на точность обработки .Часть из этих факторов является причиной систематических погрешностей , которые носят постоянный или переменный характер,

Другая часть факторов, влияющих на точность обработки является причиной случайных погрешностей , приводящих к рассеянию размеров деталей в пределах поля допуска. Случайные погрешности возникают вследствие колебания величин припусков в различных деталях, различных параметров.

Если после измерения партию деталей разбить на группы с одинаковыми размерами, и отклонениями и построить графическую зависимость ,то получим кривую распределения размеров, которая характеризует точность обработки деталей. Случайные погрешности в размерах обрабатываемых деталей подчиняются закону нормального распределения, который графически изображается кривой Гаусса.

Если разбить все детали партии на группы по интервалам размеров, то средний размер детали в партии L ср равен среднему арифметическому из размеров всех деталей .

Закон нормального распределения в большинстве случаев оказывается справедлив при механической обработке заготовок с точностью 8,9 и 10 квалитетов и грубее, а при обработке по 7,8 и 6 квалитетам распределение их размеров подчиняется закону Симпсона, который графически выражается равнобедренным треугольником.

Если рассеивание размеров зависит только от переменных систематических погрешностей, то распределение действительных размеров партии обработанных заготовок подчиняется закону равной вероятности.

Закон равной вероятности распространяется на распределение размеров заготовок повышенной точности (5-6 квалитет и выше), при их обработке по методу пробных ходов. Из-за сложности получения размеров высокой точности вероятность попадания размера заготовки в узкие допуска становится одинаковой.

Распределение таких величин, как эксцентриситет, биение, разностенность, непараллельность, неперпендикулярность, овальность, конусообразность, и некоторых других, подчиняются закону распределения эксцентриситета (закон Релея).

Распределение по закону Релея формируется в частности тогда,когда случайная величина R является радиус вектором при двухмерном гауссовом распределении, т.е. если на представляет собой геометрическую сумму двух случайных величин X и Y.

Определение погрешностей в процессе обработки

При механической обработке заготовок на настроенных станках точность получаемых размеров одновременно зависит как от близких по величине и независимых друг от друга случайных причин, обуславливающих распределение размеров по закону Гаусса, так и от систематических погрешностей возникающих со временем вследствие равномерного износа режущего инструмента.

 

Композиция законов Гаусса и равной вероятности создает кривые распределения различной формы, зависящей от степени воздействия на конечное распределение каждого из составляющих законов. Для расчетов точности обработки заготовок при подобной композиции законов распределения удобно пользоваться функцией распределения a (t).

Эта функция формируется законом Гаусса с его параметрами и Lср зависящим от точности вида обработки и технологической системы, и законом равной вероятности с параметрами l =(b-a) на величину поля, рассеяния которого оказывает влияние скорость и продолжительность процесса. Таким образом, функция a (t) отражает не только точность, но и продолжительность процесса обработки.

Форма кривой распределения композиционной временной функции a (t) зависит от параметра a, определяемого отношением L к среднему квадратичному мгновенного гауссова распределения, т.е. а =L / .

Изложенные законы распределения размеров используются для установления надежности проектируемого технологического процесса в обеспечение обработки заготовок без брака ,определения количества вероятного брака при обработке, расчета настройки станков, сопоставления точности обработки заготовок при различном состоянии оборудования, инструмента, СОЖ, и .т.д.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: