книги / Системы автоматизированного проектирования технологических процессов

4.10.1. Типовой технологический процесс

Идея типизации технологических процессов была предложена про­ фессором А.П.Соколовским в конце 30-х годов. Типовой ТП является уни­ фицированным процессом обработки всех деталей (или сборки узлов), при изготовлении которых в соответствии с требуемым конечным состоянием ставятся одинаковые задачи. Он как бы объединяет большое количество ин­ дивидуальных процессов изготовления. Достигаемое при этом уменьшение всей совокупности технологических процессов, нуждающихся в разработке, ведет к снижению затрат, поэтому типовые ТП могут быть разработаны тща­ тельно и с использованием новейших достижений науки и передового про­ изводственного опыта. Типовые решения технологических задач дают наи­ больший эффект в том случае, если являются комплексными, оптимальными и разработаны с учетом достижений науки и техники.

Первым этапом типизации технологических процессов является клас­ сификация деталей машин. Детали могут быть разбиты на следующие классы по общности технологических задач, возникающих при их изготовлении: ва­ лы, втулки, диски, эксцентричные детали (например, коленчатые валы), кре­ стовины, рычаги, плиты, стойки, угольники, балки, зубчатые колеса, фасон­ ные кулачки, ходовые винты и червяки, мелкие крепежные детали. Каждый класс деталей разбивается на группы, подгруппы и типы. Типовая деталь объединяет совокупность деталей, имеющих одинаковый план (маршрут) операций, осуществляемых на однородном оборудовании с применением однотипных приспособлений и инструментов.

В практике машиностроения используются различные формы пред­ ставления типового ТП, различающиеся степенью детализации и возможно­ стью варьирования характера и содержания операций.

Наименее детализируемой формой является укрупненный типовой маршрут. В его основу положена унифицированная последовательность опе­ раций, в которой все 100 % операций являются варьируемыми. Операции располагаются в рациональной последовательности. Описание операций ог­ раничивается указанием метода обработки с ее уточнением или без уточне­ ния. В уточнениях содержатся дополнительные данные о методе обработки; например, при зубофрезеровании способом обкатки может быть указано фрезерование обкаткой прямых зубьев, фрезерование обкаткой зубьев, рас­ положенных на торце (торцовых), фрезерование обкаткой косых зубьев. Ук­ рупненные типовые маршруты могут быть представлены в виде описания (рис. 4.4), графа последовательности операций (рис. 4.5).

Деталь - зубчатое колесо Материал и размеры: незакаленная сталь, наружный диаметр 400 мм, модуль до 10 мм

Рис. 4.4. Укрупненный типовой маршрут

Более детализированной формой типового 111 является типовой маршрут для детали-представителя, Здесь область допустимого варьирова­ ния последовательности операций сужается и соответственно увеличивается доля постоянных операций. Операции описываются более детально, и опи­ сание содержит все постоянные данные, необходимые для заполнения опе­ рационных карт. Переменные данные, которые нужно определять в допол­ нение к постоянным, соответствующим образом характеризуются. Кроме то­ го, в последовательность операций включаются операции контроля или ука­ зания по проведению испытаний.

Содержание и построение типового маршрута для обработки детали - представителя - пальца с односторонним уступом - представлено на рис. 4.6.

При групповой обработке индивидуальная, т.е. специфическая для отдельных деталей, технологическая подготовка и практическое исполнение операций заменяются унифицированным комплексным решением для груп­ пы деталей с однотипной задачей по обработке - так называемой группы об­ рабатываемых деталей. Информация и параметры для групповой операции излагаются в ТП, который может быть дополнен другой технологической документацией, например групповыми планами настройки станков.

Комплексное решение для группы деталей охватывает унифициро­ ванные переходы, средства обработки (групповые инструменты, приспособ­ ления), оборудование, настройку и в большинстве случаев предусматривает более высокую организационную форму производства (например, групповая поточная).

В групповой поточной линии оборудование располагают по техноло­ гическому маршруту обработки деталей, прикрепленных к данной линии. Из подобранной по конфигурации, размерам, точности, шероховатости обраба­ тываемых поверхностей, серийности выпуска, видам заготовки и обрабаты­ ваемого материала группы деталей выбирают так называемую комплексную деталь. Эта деталь объединяет все элементы прикрепленной группы деталей или большинство. Для нее разрабатывают технологический процесс и проек­ тируют наладки станков. Остальные детали группы, которые проще ком­ плексной, обрабатывают при этих наладках с пропуском отдельных инстру­ ментов или при незначительной переналадке линии. Все закрепленные за линией детали обрабатывают периодически пропускаемыми партиями; при обработке каждой партии линия работает как непрерывно поточная. Линии такого типа называют переменно-поточными. Эффективность применения переменно-поточных линий зависит от подбора деталей, времени на перена­ ладку, конструкции приспособлений и схем наладок. Во всех случаях нужно стремиться к тому, чтобы при групповой обработке технологическая себе­ стоимость и время обработки (включая время на переналадку линии) были меньше, чем при индивидуальной обработке.

Рассмотрим построение операции группового ТП. Для сформирован­ ной группы создается комплексная деталь. При этом за основу принимается чертеж детали, имеющей наибольшее число поверхностей, к которому до­ бавляются поверхности других деталей группы. Применительно к конфигу­ рации комплексной детали определяется содержание операции состав и последовательность технологических переходов, выбирается оборудование, технологическая оснастка и разрабатывается наладка станка. При этом осна­ стка должна быть групповой или универсально-переналаживаемоЙ и пришдной для изготовления любой детали группы, а оборудование должно обеспе­ чивать высокопроизводительную обработку при минимальных затратах на его переналадку. В табл. 4.3 приведен пример построения групповой опера­

4.10.3. Этапы технологической унификации

При технологической унификации выполняются следующие этапы ра­

боты:

1)конструкторская классификация деталей;

2)технологическая классификация и группирование деталей по тех­ нологическим признакам;

3)разработка типовых и групповых технологических процессов. Конструкторская классификация деталей представляет собой анализ

номенклатуры деталей и их сортировку с целью объединения конструктивно сходных деталей в соответствующие классы и группы. Конструкторское сходство проявляется в сходстве геометрической формы и расположения конструктивных элементов (цилиндрических, конических и сферических по­ верхностей, канавок резьбы, шлиц) деталей. Конструктивные элементы, рас­ сматриваемые как признаки детали, выявляются непосредственно из чертежа детали. Как было отмечено, детали могут быть разбиты на такие классы, как валы, втулки, диски, зубчатые колеса и т.д., на основе системы классифика­ ции.

Система классификации - это совокупность правил, используемых при разделении множества деталей на подмножества (классы, группы, типы). Конструктивные признаки, по которым детали группируются, представляют­ ся в виде кодов (совокупности знаков - цифр, букв) по разработанной систе­ ме кодирования. Классификация и кодирование информации о детали будут рассмотрены ниже.

Технологической классификацией называют анализ и упорядочение деталей на основе конструкторской классификации с целью образования подмножеств, для которых можно разработать унифицированные ТП. К ос­ новному конструкторскому классификатору добавляются дополнительные технологические классификаторы, которые позволяют упорядочить и зако­ дировать детали по признакам технологического сходства по материалу, га­ баритным размерам, степени точности размеров, шероховатости поверхно­ стей, наличию термической обработки. Группа деталей при классификации по технологическим признакам является технологической группой, и каждой такой группе ставится в соответствие один унифицированный ТП (рис. 4.7).

При разработке унифицированных ТП совокупности деталей, возмож­ но, будут скорректированы. Корректировка может привести как к объедине­ нию, так и к расчленению ранее образованных групп.

После группирования деталей по технологическим признакам следует этап разработки унифицированного ТП - проектирование маршрута обра­ ботки деталей и операционных карт. Пример маршрута обработки показан на рис.4.4, операционная карта представлена в табл. 4.4.

Т абли ца 4.4

Операционная карта типового технологического процесса