Общие правила проектирования технологических процессов

Общие правила проектирования  технологических процессов

Разработка технологических процессов с помощью электронных вычислительных машин

Общие правила проектирования  технологических процессов

Технологический процесс производства машины представляет собой часть производственного процесса и непосредственно связан с изменением формы, размеров или свойств материалов, деталей и со сборкой деталей в сборочные единицы, комплекты и комплексы. Этот процесс характеризуется определенной последовательностью, выполняемых операций и заранее проектируется с таким расчетом, чтобы обеспечить надежное выполнение всех требований рабочего чертежа при заданном уровне технологического оснащения и при наименьших трудовых и материальных затратах, т. е. выбранный вариант технологического процесса должен быть наиболее эконо­мичным.

Проектирование технологических процессов включает следую­щие виды работ:

определение содержания и последовательности выполнения технологических операций;

определение и выбор новых средств технологического оснащения;

планировку участков обработки и сборки машин, определение: грузовых потоков и средств внутрицехового и межцехового транс­порта;

выбор методов и средств механизации и автоматизации основных и вспомогательных работ;

оформление технологической документации.

Под операцией понимают законченную часть технологического процесса, выполняемую непрерывно на одном рабочем месте ра­бочим или бригадой. Кроме действий, непосредственно связанных с обработкой заготовки или сборкой узла, в операцию входят необ­ходимые вспомогательные приемы. Основными элементами опера­ции по механической обработке деталей являются переход, про­ход, установка и позиция (рис. 7), а также рабочий прием и элемент рабочего приема.

Переходом называют часть операции, осуществляемую одним и тем же режущим инструментом (инструментами) без изменения режима резания при обработке одной и той же поверхности. Так, например, отверстие в детали (рис. 7, а) обрабатывается в.три пере­хода: сверлением отверстия 1, его растачиванием и растачиванием выточки 2.

 

Проходом называют часть перехода (или операции), связанную со снятием одного слоя металла при неизменной установке инстру­мента и неизменном режиме резания.

Операция может выполняться с одной или нескольких устано­вок обрабатываемой детали на рабочем месте. Так, например, наруж­ная поверхность цилиндрической заготовки может обрабатываться на токарном станке с двух установок.

Установкой (установом) называют часть операции, выполняемую без изменения положения обрабатываемой заготовки (установки I и II, рис. 7, б).

Часто операции по обработке заготовок выполняются в поворот­ных приспособлениях, на столах или в головках станков. Часть операции, выполняемая без изменения положения обрабатывае­мой заготовки относительно станка и зажимного приспособления, называется позицией. Уступы в детали (рис. 7, б) обрабатываются в позициях I и II поворотной части приспособления 4.

В технологических картах и на схемах обработки операции, установы и переходы нумеруются арабскими цифрами, а позиции — римскими.

Рабочим приемом называют законченное действие рабочего, необходимое в процессе выполнения определенной операции или при подготовке к ней (установка и снятие заготовки, пуск станка, замена инструмента и др.).

Элементом рабочего приема называют отдельное законченное движение рабочего, требующее минимального времени (вставить заготовку в патрон станка, зажать заготовку и др.).

Технологический процесс обработки заготовок деталей при крупносерийном и массовом производстве строится по принципам дифференциации или концентрации операций.

В первом случае технологический процесс дифференцируется (расчленяется) на простые операции, каждая из которых выполня­ется на отдельном станке (отрезном, центровочном, токарном).

Такое построение технологического процесса предоставляет широ­кие возможности для применения специальных и узкоспециализи­рованных станков и приспособлений, часто встраиваемых в техно­логические линии.

Во втором случае операции технологического процесса кон­центрируются на относительно небольшом числе различных стан­ков (многорезцовые, агрегатные и многопозиционные станки и авто­маты, многошпиндельные автоматы, и полуавтоматы), каждый из которых выполняет ряд различных операций.

Технологические процессы механической обработки изделий делятся на два основных вида: типовые и индивидуальные.

Типовой технологический процесс разрабатывается на изготовле­ние группы однотипных деталей, которые обладают общими кон­структивно-технологическими признаками, а отличаются призна­ками, не влияющими на виды и последовательность операций. Практически типовой технологический процесс проектируется для наиболее сложной детали из числа однотипных (так называемого «представителя»). Применение типовых технологических процес­сов позволяет сократить общую трудоемкость разработки таких процессов на машину. На основании типовых технологических процессов можно проектировать индивидуальные (рабочие) техно­логические процессы. Трудоемкость разработки таких процессов значительно снижается и сводится в основном к уточнению состава и последовательности выполнения операций и уточнению выбран­ных средств технологического оснащения.

Для групп деталей, технологические процессы обработки кото­рых схожи, часто используют групповую технологическую на­ладку. Такой технологический процесс называют групповым.

Индивидуальные технологические процессы разрабатываются для каждой детали.

Исходными данными при проектировании технологических про­цессов изготовления деталей являются рабочие чертежи, техничес­кие условия на изготовление, производственная программа выпуска данного вида машин и сведения о технологическом оборудовании завода (цеха).

Виды и объем разрабатываемых технологических документов зависят от стадии проектирования машины и вида ее производства: опытный образец, установочная серия, установившееся произ­водство и др. К обязательным документам, устанавливаемым в ЕСТПП, относятся указанные в табл. 3 маршрутные карты (МК), спецификации технологических документов (СТ), ведомости ос­настки (ВТ) и операционные карты ((Ж).

Маршрутные карты содержат описание технологического про­цесса изготовления детали или сборки узла по всем операциям в технологической последовательности. В маршрутной карте на механическую обработку деталей указываются номера, наименова­ние и содержание всех операций, применяемое оборудование и ос­настка, данные о трудовых затратах, виды заготовок и т. д.

 

 

Операционные карты технологического процесса механической обработки содержат описание технологического процесса произ­водства изделий с расчленением операций по переходам, а также данные о применяемом оборудовании и инструменте, виде заготовок, режимах обработки, нормах основного технологического времени на переход (Т_о) и нормах вспомогательного времени на установку и переход (Т_в).

На процессы изготовления отливок, поковок, штамповок, а также на термическую обработку, сварку и сборку разрабатывают соответствующие карты технологических процессов, нормы и пра­вила оформления которых определяются требованиями ГОСТа системы ЕСТД.

2. Разработка технологических процессов с помощью электронных  вычислительных машин

Разработка технологических процессов требует больших затрат труда высококвалифицированных специалистов. Механизация и ав­томатизация этой работы является весьма важной проблемой, ^ко­торая может быть оптимально решена только благодаря применению электронно-вычислительной техники. При подготовке производ­ства электронно-вычислительные машины используются для раз­работки технологических процессов, расчета норм расхода мате­риалов, калькуляции себестоимости продукции и т. д.

Применение ЭВМ позволяет в 4—5 раз ускорить' разработку технологических процессов и выбрать оптимальный вариант. Это сопряжено с переработкой большого объема информации, относя­щейся к обрабатываемой заготовке детали и к производству дан- ного вида деталей в заданных условиях. При использовании ЭВМ для автоматизации проектирования технологических процессов необходимо разработать такой информационный язык, с помощью которого всю исходную информацию можно записывать в виде, удобном для ввода в ЭВМ, чтобы после ее обработки получить с ЭВМ готовые карты технологических процессов.

Как уже отмечалось, технологический процесс изготовления детали характеризуется содержанием подготовительных, основных и заключительных операций, их количеством и последовательностью выполнения. Структура процесса может быть записана в виде об­щей формулы, в которой определенному виду операции соответ­ствует оператор А;, вводимый в ЭВМ,

где Т_п — технологический процесс; At — оператор i-й операции.

Для ввода в ЭВМ информации, отражающей технологию изго­товления детали сложной конфигурации, деталь эта расчленяется на ряд элементарных обрабатываемых поверхностей (ЭОП). Каждая поверхность кодируется в соответствии с ее принадлежностью к тому или иному геометрическому телу. Кодируется также вся остальная исходная информация.

Для разработки технологических процессов механической обра­ботки деталей с помощью ЭВМ составляют несколько алгоритмов: контроля исходной информации, построения технологического пооперационного процесса, определения переходов, выбора обору­дования и технологического оснащения, определения оптималь­ных режимов резания, нормирования, заполнения технологичес­кой карты и др. Процесс синтеза на ЭВМ технологических операций по механической обработке начинается обычно с чистовых опера­ций и заканчивается черновыми, что упрощает алгоритм обработки детали.

При автоматизации проектирования технологического процесса механической обработки детали с помощью ЭВМ типа «Минск-22» на Ждановском заводе тяжелого машиностроения (рис. 8) исход­ным документом является чертеж детали, данные которого в виде шифров заносят в кодировочную таблицу. Кроме того, в эту же таблицу заносят сведения об оборудовании цеха, технологической оснастке, режимах резания, тарифно-квалификационные и др. Вся исходная информация переносится на перфоленту или на магнитную ленту и в таком виде вводится в накопитель магнитной ленты (НМЛ), а затем — в электронно-вычислительную машину, Выходная информация о технологическом процессе представляется в виде заполненной технологической карты, выданной при помощи алфавитно-цифрового печатающего устройства (АЦПУ).

Схема автоматизации проектирования технологического про­цесс? изготовления элементов металлоконструкций с помощью ЭВМ показана на рис. 9.

 

 

При разработке технологических процессов с помощью ЭВМ наиболее трудоемкими являются подготовительные операции по разработке алгоритмов и программ для ЭВМ. Так, например, на подготовку исходных данных для разработки технологического процесса механической обработки деталей средней сложности (типа приведенной на рис. 8) затрачивается 15—25 мин, а на раз­работку технологического процесса с помощью ЭВМ «Минск-22» — 5—7 мин, что объясняется быстродействием ЭВМ.