 |
Разработка структуры операции
|
|
|
|
Общие положения.
Технологическая операция является основной частью производственного процесса и от совершенства ее построения зависят и трудоемкость, и себестоимость, т.е. прогрессивность всего производства.
Под структурой операции понимается состав и взаимосвязь элементов всех действий, составляющих конкурентную операцию, направленную на изменение показателей качества объекта производства.
При механической обработке первичное состояние качества изменяется в результате воздействия на обрабатываемую поверхность рабочего инструмента. Инструмент при этом может воздействовать на поверхность либо посредством резания, при котором происходит отделение слоя материала, или методом давления, совершающием пластическое деформирование.
Разработка структуры операции является составной частью проектирования операции и предполагает выполнение следующих этапов работы.
- Определение состава одновременно обрабатываемых объектов (заготовок) как по номенклатуре, так и по количеству.
- Определение вида выполняемой операции согласно классификатора – Технологические операции в машиностроении (ГОСТ 17420 – 72). При этом решается вопрос непосредственной привязки к виду технологической установки (станка).
- Определение состава задействованного в операции рабочего инструмента.
- Определение схемы взаимодействия режущего инструмента (обрабатывающего) инструмента с обрабатываемыми поверхностями как в координатах рабочего пространства, так и во времени.
- Определение количества технологических переходов, необходимых для обеспечения заданного качества объекта.
Операции обработки заготовок строятся на основе принципов концентрации или дифференциации.
|
|
|
Концентрацией (укрупнением) операции называется объединение нескольких простых технологических переходов в одну сложную операцию. Предельной концентрацией является полная обработка заготовки в одной операции.
Достоинства концентрации:
- возможность объединения в одной операции предварительных (черновых) и окончательных (чистовых) переходов;
- замена нескольких установок позициями;
- замена простых одноинструментальных переходов сложными совмещенными переходами с многоинструментальной и многолезвийной обработкой одной или нескольких поверхностей.
При этом повышается точность взаимного расположения поверхностей, производительность обработки за счет совмещения во времени нескольких технологических переходов и сокращения общего основного времени. Сокращаются также затраты вспомогательного времени (на установку и снятие заготовок, на смену инструмента, включение и выключение станка). Сокращается длительность производственного цикла и объем незавершенного производства. Упрощается календарное планирование производства.
При реализации этого принципа возрастают требования к точности станков и квалификации рабочих, так как характер работы усложняется. Не в полной мере реализуется работоспособность каждого инструмента, так как появляются лимитирующие инструменты, ограничивающие режимы обработки. Одновременно могут обрабатываться одна, несколько или целая группа деталей.
а)
б)
Рис.1. Схема обработки на токарном станке;
а) – многопредметная; б) – одной детали.
Рис.2. Схема шлифования торцев деталей с использованием многоместного приспособления.
|
|
Рис.3. Схемы токарной обработки:
а) однорезцовая с последовательным снятием припусков по диаметрам вала; б) однорезцовая – точение всего контура по копиру.
|
|
|
Дифференциацией (разделением) операции называется построение операции из небольшого числа простых технологических переходов. При этом технологический процесс удлиняется.
Основное достоинство – возможность отделение сложной и точной чистовой обработки, требующий высокой квалификации рабочих и высокоточных станков, от предварительной неточной обработки, которая может осуществляться простейшими и высокопроизводительными способами на простых и дешевых станках. Упрощается наладка инструмента, более рационально загружается сам инструмент. При реализации этого принципа удлиняется производительный цикл и увеличивается незавершенное производство.
В условиях крупносерийного и массового производств экономически целесообразным является построение технологического процесса из большого числа простейших операций, выполняемых в едином ритме на простых станках, связанных конвейером.
В условиях единичного и мелкосерийного производств проектируются концентрированные операции, выполняемые за счет высокой квалификации рабочих и технологических возможностями универсального оборудования. Такой принцип концентрации называется организационным.
В условиях предприятий средней серийности концентрация осуществляется на станках с ЧПУ и быстропереналаживаемых агрегатных станках и автоматах, в том числе, при обработке на револьверных, многорезцовых и многошпиндельных. Здесь реализуется технологическая концентрация.
В крупносерийном и массовом производствах концентрация осуществляется на сложных многошпиндельных автоматах, обрабатывающих центрах, автоматизированных производственных системах, состоящих из станков с ЧПУ и обрабатывающих центров, управляемых ЭВМ.
На рис. 4 а) представлена схема многорезцового обтачивания заготовки ступенчатого вала по методу деления длины. Здесь каждую шейку вала обрабатывают за один рабочий ход. Основное время определяется по резцу, обрабатывающему наиболее длинный участок, поэтому для его уменьшения длинные ступени обтачивают несколькими резцами.
При изготовлении ступенчатого вала из прутка экономически выгодно проводить обтачивание несколькими резцами по методу деления припуска. В этом случае ступень меньшего диаметра обрабатывается последовательно несколькими резцами (рис. 4б). Время обработки определяется по суммарной длине обтачиваемых участков.
|
|
|
Схема, представленная на рис. 4 а) является примером оформления параллельной обработки: блок резцов 1 – 5 совершает обтачивание шеек вала, а резцы 6-8 в это же время совершают точение двух канавок для выхода чистового инструмента и фаски.
На рис. 5. Представлены примеры выполнения одноместной параллельно – последовательной многоинструментальной обработки. На схеме а) обработка осуществляется двухступенчатым зенкером 1, 2 и торцовой фрезой 3.
|
|
Рис.4. Схема обтачивания заготовки ступенчатого вала на многорезцовом полуавтомате: а) – по методу деления длины; б) – по методу деления припуска.
|
|
Рис.5. Схема одноместной параллельной последовательной обработки; а) – на сверлильном станке комбинированным инструментом; б) – на сверлильном станке с перемещением многошпиндельной головки.
Рис.6. Схема обтачивания заготовки зубчатого колеса на станке с ЧПУ.
а) б)
Рис.7. Схема шлифования внутреннего отверстия и торца на внутришлифовальном станке с двумя кругами; а) – и совмещенная обработка шейки и торца вала на круглошлифовальном станке; б)
Рис.8. Схема «маятниковой» схемы фрезерования поверхностей головок рычагов.
Рис.9. Схема многопоточного фрезерования на двухшпиндельном фрезерном станке.
Схема обработки, представленная на рис.6 прогрессивная тем, что обработка сложного контура осуществляется по программе, реализуемой с помощью системы ЧПУ. Аналогичную обработку можно выполнить используя возможности гидрокопировальной системы.
На рис.8 представлены одновременно обрабатываемые две детали по схеме «маятниковой» подачи блока фрез, настроенных на двухстороннею обработку торцев головок рычагов.
Схема на рис.9 представляет непрерывное четырехпоточное фрезерование корпусных деталей, установленных на круговом столе.
|
|
|
Многопоточная обработка реализуется, в основном, в массовом и крупносерийном производствах.
Порядок выполнения работы.
Структура операции разрабатывается в следующей последовательности:
· Вначале определяется состав операций, позволяющих получить требования рабочего чертежа. При этом анализируется конструктивная форма, размеры, материал, качество обрабатываемой поверхности и поверхностного слоя, точность размеров и погрешности формы. Необходимо учитывать и программу выпуска деталей.
· Рассматривается возможность организации обработки одного, группы или потока объектов обработки.
· Рассматривается возможность обработки одной или группы поверхностей.
· Разрабатывается схема использования прогрессивного инструмента: по виду – одиночный, комбинированный, групповой; по количеству – одно-двух или многоинструментальная.
· Определяется порядок использования инструмента – последовательный, параллельный, последовательно параллельный.
После назначения операции согласно «Приложения» разрабатывается структура и оформляется эскиз операции. На эскизе изображаются: обрабатываемые поверхности; знаки базирования; получаемые размеры; допуски размеров, погрешностей формы и взаимного отклонения элементов конструкции в соответствии с квалитетом выполняемой работы.
Заданием для разработки является рабочий чертеж или эскиз конструкции детали, выдаваемые преподавателем.
Содержание операции оформляется с использованием ключевых слов согласно ПРИЛОЖЕНИЯ 3 в полной или сокращенной записи. Примеры записей см. рис. 10-13.
Рис.10. Запись перехода полная. Фрезеровать (долбить, строгать, протянуть, закруглить, шевинговать, притереть, обкатать, зачистить и т.п.) Зубья, выдерживая размеры 1-4
Рис.11. Запись перехода сокращенная.
Фрезеровать (долбить, строгать, протянуть, закруглить, шевинговать, притереть, обкатать, зачистить и т.п.) Зубья 1.
Рис.12. Запись перехода полная.
Расточить (шлифовать, полировать, выгладить и т.п.) сферу, выдерживая размер 1.
Рис.13. Запись перехода сокращенная.
Расточить (шлифовать, полировать, выгладить) сферу 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
|
|
|
