книги / Системы автоматизированного проектирования технологических процессов

Технологический процесс ПП) —это часть производственного процес­ са, содержащая целенаправленные действия по изменению состояния пред­ мета труда (заготовки) и получению изделия с заданными свойствами.

Технологический прием —это конкретное, теоретически или эмпири­ чески (на основании фактов) определенное сложившееся поведение персона­ ла при изготовлении изделия с использованием некоторых средств техноло­ гического оснащения.

Технологический процесс механической обработки - это часть произ­ водственного процесса, включающая в себя последовательные действия по преобразованию исходной заготовки в готовую деталь путем изменения формы, размеров, состояния поверхностей обработкой металлообрабаты­ вающими инструментами.

Технологическая операция - часть технологического процесса, выпол­ няемая на одном рабочем месте и охватывающая все приемы и действия оборудования и рабочего над одним или несколькими совместно обрабаты­ ваемыми предметами труда.

Технологический переход - это технологический прием, являющийся частью операции, выполняемый при обработке одного или нескольких уча­ стков поверхности детали одним и тем же инструментом или ipynnofi инст­ рументов без изменения режима обработки.

Это определение в полной мере применимо только для операций, вы­ полняемых на обычном оборудовании. При обработке заготовок на станках с адаптивным управлением режимы обработки на протяжении одного перехо­ да могут изменяться.

Технологический проход - часть перехода, заключающаяся в снятии одного слоя материала с обрабатываемой поверхности.

Операция может выполняться в один или несколько установов заго­

товки.

Установ - это часть технологической операции, выполняемая при не­ изменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сбороч­ ной единицей.

Позиция - это фиксированное положение, занимаемое неизменно за­ крепленной заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части обору­ дования при выполнении определенной части операции.

Описание технологического процесса - это представленное на некото­ ром языке изложение способа изготовления изделия, состоящее из упорядо­ ченного набора описаний технологических приемов, включающего в себя сведения о типах и режимах работы используемых средствах технологиче­ ского оснащения, технологических инструкциях, нормах времени и нормах расхода материалов, и оформленное по установленным нормам.

Описания ТП подразделяются на описание единичного, типового, группового, маршрутного, операционного и маршрутно-операционного ТП.

Описание единичного ТП разрабатывается и применяется для изготов­ ления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства с учетом ранее принятых прогрессивных решений в действующих ТП.

Описание типового ТП - это описание изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. Эти изделия ха­ рактеризуются общностью содержания и последовательности выполнения большинства технологических операций и переходов. Области применения типовых ТП - крупносерийное производство небольшого числа конструк­ тивно подобных изделий (шестерни, ступенчатые валы, кольца, втулки), из­ готовление нормализованных и стандартизованных крепежных деталей и режущего инструмента.

Описание группового ТП - это описание процесса изготовления груп­ пы изделий с различными и общими конструктивными признаками, но обя­ зательно с общими технологическими признаками. Области применения мелкосерийное и среднесерийное изготовление деталей машино- и приборо­ строения, заготовительные операции (штамповка, прессование, литье) в мел­ косерийном производстве.

Типовые и групповые ТП имеют общее название - унифицированные

ТП.

По степени детализации описания ТП подразделяются на маршрутные, операционные и маршрутно-операционные.

Маршрутный ТП (маршрутное описание ТП) содержит сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последова­ тельности их выполнения без указания переходов и технологических режи­ мов обработки. Маршрутное описание ТП используются обычно в единич­ ном, мелкосерийном и опытном производствах.

Операционный ТП (операционное описание ТП) содержит полное опи­ сание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов. Операционное описание ТП применяется в серийном и массовом производствах, а для сложных дета­ лей - в мелкосерийном и даже единичном.

Маршрутно-операционный ТП (маршрутно-операционное описание ТП) - это ТП, в котором дается сокращенное описание технологических опе­ раций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций.

Этап обработки является частью стадии и представляет группу одно­ родных операций, характеризуемых определенной точностью, качеством об­ работки поверхностей или видом немеханической обработки, связанной с решением конкретной задачи (например, этап подготовки технологических баз, черновая обработка поверхностей, термообработка, азотирование). На­ именования стадий и этапов часто совпадают. Их отличие состоит в том, что этапы могут повторяться в различных стадиях. Например, этап чистовой об­ работки азотируемых поверхностей выполняется перед термообработкой и после нее.

Вид операции определяется наименованием применяемого оборудова­ ния при механической обработке (токарная, сверлильная, фрезерная, шлифо­ вальная, многоцелевая) или повторяет наименование этапа немеханической обработки (термообработка, промывочная, азотирование).

Метод обработки совпадает с наименованием перехода и при механи­ ческой обработке определяется применяемым инструментом (резец - точе­ ние, растачивание, сверло - сверление, фреза - фрезерование).

4.5. Методы обработки поверхностен

Основными элементами в структуре ТП являются методы обработки (МО). Классификацию методов наиболее удобно представить в виде четы­ рехуровневой иерархической структуры. МО на первом уровне разделены на три класса по способу воздействия на предмет производства: без съема мате­ риала; со съемом материала; с нанесением материала. На втором уровне вы­ деляются подклассы, характеризующие главным образом виды используемой при обработке энергии. Третий уровень характеризует физико-химический механизм обработки. Разновидность методов в зависимости от вида исполь­ зуемого инструмента и кинематики обработки устанавливается четвертым уровнем.

4.5.1. Методы без съема материала

Методы без съема материала (рис. 4.1, а) можно условно разделить на два вида: с изменением формы и размеров деталей (обработка давлением) и без изменения формы и размеров детали (термическая и химико-термическая обработки). Эти методы отличаются по принципу действия и по назначению. МО давлением выполняют функции формообразования, упрочнения, обеспе­ чения требуемой точности и шероховатости поверхности и физико­ механических свойств. Методы термической и химико-термической обрабо­ ток применяются для упрочнения, повышения технологичности металла и придания особых физических свойств.

Кодовое обозначение методов по третьему и четвертому уровням следующее:

1.Обработка давлением:

11 - объемное формообразование:

111 - прокатка,

112волочение,

113 - ротационное обжатие;

12 - поверхностное формообразование:

121 - накатывание резьб,

122 - накатывание шлиц,

123 - накатывание зубчатых поверхностей,

124 - протягивание;

13 - калибровка:

131 - обкатывание,

132 - выглаживание,

133 - виброобработка,

134 - обдувка дробью,

135 - чеканка.

2.Термические МО:

21 - упрочнение поверхностей :

211 - поверхностная закалка;

22 - упрочнение сквозное;

221 - закалка,

222 - нормализация,

223 - улучшение,

224 - низкотемпературная обработка;

23 ~ повышение технологичности металла:

231 - отпуск,

232 - отжиг,

233 - старение,

234 - нормализация,

235 - улучшение.

3.Химико-термические MQ: 31 - насыщение неметаллами:

311 - цементация,

312 - азотирование,

313 - цианирование,

314 - нитроцементация,

315 - силицирование,

3 1 6 - борирование,

317окисление,

318 - сульфидирование;

32диффузионная металлизация: 321 - хромирование, 322 - алитирование, 323 - титанирование, 324 - цинкование, 325 - никелирование.

4.Физические МО:

41 - облучение ядерными частицами:

411 - нейтронное облучение,

412 - электронное облучение,

4 13 - облучение (3-частицами;

42 - обработка в магнитном поле (упрочнение).

5.Комбинированные:

51 - термомеханическая обработка,

52 - электромеханическая обработка,

53 - термомагнитная обработка.

4.5.2.Методы обработки со съемом металла

Методы обработки со съемом металла (рис. 4.1, б) - наиболее распро­ страненные методы формообразования деталей. По основному виду исполь­ зуемой энергии они делятся на механические, электрофизические, химиче­ ские и комбинированные. Механические методы различаются типом исполь­ зуемого инструмента (обработка однолезвийным, многолезвийным, связан­ ным и свободным абразивом). Электрофизические и электрохимические ме­ тоды разделены по виду используемой энергии. Среди них определяющими являются электроэрозионные, электромеханические, лучевые, ультразвуко­ вые, электрохимические и химические.

Кодовые обозначения МО: 1. Механические МО:

11 - однолезвийные:

111 - точение,

112 - растачивание,

113 - строгание,

114-долбление,

115 - нарезание резьбы резцом,

116 - шабрение;

12многолезвийные: 121 - сверление, 122-зенкерование, 123 - развертывание,

124 - фрезерование,

125 - протягивание,

126-прошивание,

127- резьбонарезание,

128- зубонарезание,

129- шлиценарезание, 1210 - шевингование;

13 - связанным абразивом:

143- магнитно-абразивная,

144- абразивная в струе жидкости. 2ГЭлектрофизические:

21 - электроэрозионные:

211 - электроискровая,

212- электроимлульсная; 22 - электромеханические: электрогидравлические, электромагнит­

но-импульсные; 23 - лучевые: электронно-лучевая, ионно-лучевая, лазерная; 24 - ультразвуковые.

3.Электрохимические: электрохимическое профилирование, электронно-химическое шлифование.

4.Химическое фрезерование.

5.Комбинированные:

51 - электрохимико-механические: анодно-абразивная, электроалмазная;

52 - электроэрозионно-химическая;

53 - электроэрозионно-механические: абразивно-электроэрозион- ная, электроконтактная.

4.5.3.Методы обработки с нанесением материала

Как и для предыдущих двух групп, определяющим в рассматриваемой классификации является вид используемой энергии для реализации процесса нанесения материала (рис. 4.2). Методы подразделяются на следующие:

Рис. 4.2. Методы обработки с нанесением материала

1. Термомеханические:

наплавка: электродуговая, электрошлаковая, электроискровая, лежачим электродом, индукционная, плазменно-порошковая, газопорошковая, лазер­ ная, электроферромагнитная;

напыление: электродуговое, газопламенное, индукционное, плазмен­ ное, детонационное;

припекание: индукционное, элетроконтактное, электроимпульсное, магнитно-импульсное, электрошлаковое, газоплазменное.

2. Механические:

фрикционные - наплавка трением; пластическое деформирование.

3. Электрофизические:

электролитические: хромирование, никелирование, осталивание, али­ тирование, цинкование, меднение, серебрение;

осаждение: ионно-вакуумное, электровакуумное. 4. Химические:

эмалирование: обмазкой, напылением; окраска.

4.6. Припуски и допуски на обработку

При осуществлении технологических процессов изменяются качест­ венные и количественные характеристики объектов производства - загото­ вок. Состояние заготовки характеризуется формой, размерами, физико­ механическими свойствами поверхностей, полученных в результате выпол­ нения технологической операции.

Абсолютных размеров и показателей продукции в производстве дос­ тичь нельзя. Поэтому сознательно идут на регламентируемые допустимые отклонения размеров и других показателей, т.е. работают в пределах допус­

ков.

Допуск представляет собой разность между наибольшими и наи­ меньшими предельными размерами. По абсолютной величине он равен ал­ гебраической разности между верхним и нижним отклонениями.

Конструктор указывает на рабочих чертежах размеры и допуски, ис­ ходя из служебного назначения детали. Вместе с тем эти размеры и система их расстановки в ряде случаев не соответствует разрабатываемым ТП. Эти размеры бывает трудно выдержать. В ряде случаев размеры, указанные кон­ структором, нельзя непосредственно измерить. Поэтому приходится отказы­ ваться от конструкторских размеров и допусков, заменяя их технологиче­ скими размерами и допусками. Однако при такой замене соблюдение конст­ рукторских допусков и размеров является законом и не может быть наруше­ но.

Установление технологических размеров и пересчет допусков произ­ водится на основе расчета технологических размерных цепей.

При обработке резанием заданные чертежом форма, размеры, пара­ метры качества поверхностного слоя достигаются за один или несколько пе­ реходов обработки. При этом с элементарной обрабатываемой поверхности снимается в виде стружки слой материала. Этот удаляемый слой называется припуском на обработку. Различаются общий и операционный припуски на обработку поверхности.

Общим припуском на обработку называется слой материала, удаляе­ мый с поверхности исходной заготовки в процессе механической обработки с целью получения готовой детали.

Операционный припуск - это слой материала, удаляемый с заготовки при выполнении одной технологической операции.

Определение припусков на обработку и допусков на промежуточные операционные размеры, обеспечивающих возможность получения требуемо­ го качест ва деталей, имеет важное технико-экономическое значение. С уве­ личением припусков повышается расход материала и возрастают другие рас­ ходы, косвенно связанные с осуществлением процесса обработки: расход энергии и инструмента, интенсивность износа оборудования, что ведет к возрастанию себестоимости продукции. Заниженные значения припусков приводят к снижению качества продукции и к появлению брака.

В машиностроении используют в основном два метода назначения припусков: нормативный и расчетно-аналитический.

Наибольшее распространение получил нормативный метод, при кото­ ром значения общих и операционных припусков принимают по таблицам ГОСТ, ОСТ или других нормативных документов. Преимуществом данного