книги / Основы технологии машиностроения

проходы выполняются без изменения режима работы станка (числа оборотов шпинделя и подачи).

Переход расчленяется на приемы. П р и е м представляет собой законченную совокупность отдельных движений в процессе выпол­ нения работы или в процессе подготовки к ней.

Например, выполняемая за один переход сборочная операция «Напрессовать на вал червяк», состоит из следующих приемов: взять вал и установить его в пневматический зажим пресса; закре­ пить вал в пневматическом зажиме пресса; взять червяк и устано­ вить его на вал; включить приводной пресс педалью; напрессовать на Bin червяк; выключить приводной пресс; открепить вал; взять собранный узел из пневматического зажима пресса и положить его на стеллаж.

Станочная операция, совмещающая два выполняемых параллельно перехода «Сверлить с двух сторон центровые гнезда валика», состоит из следующих приемов: взять валик и установить его по упору в зажимные призмы станка; закрепить валик в зажимных призмах станка; включить станок; подвести центровые сверла к торцам валика, засверлить центровые гнезда и отвести шпиндели станка в исходное положение; остановить станок; открепить валик; взять

В машиностроении различают условно три основных типа произ­

водство, при котором изготовление изделий ведется непрерывно. Характерным признаком массового производства является выполне­ ние на каждом рабочем месте только одной закрепленной за ним непрерывно повторяющейся операции.

Продукцией массового производства являются однородные изде­ лия установившегося типа, имеющие широкое применение и изго­ товляемые в больших количествах. Такой продукцией в Советском Союзе являются автомобили, тракторы, велосипеды, сельскохозяй­ ственные машины, электродвигатели, швейные машины и т. п.

С е р и й н ы м п р о и з в о д с т в о м называется такое произ­ водство, при котором изготовление ведется партиями деталей и се­ риями изделий, регулярно повторяющимися через определенные промежутки времени. Характерным признаком серийного произ­ водства является выполнение на рабочих местах нескольких перио­ дически повторяющихся операций.

Продукцией серийного производства являются машины устано­ вившегося типа, имеющие более или менее значительное распростра­ нение. Такой продукцией в Советском Союзе являются металло­ режущие станки, стационарные двигатели внутреннего сгорания.

22 Понятия об изделии и технологическом процессе в машиностроении

гидротурбины для небольших электростанций, насосы, компрес­ соры, башенные краны для строительных работ и т. п.

Е д и н и ч н ы м п р о и з в о д с т в о м называется такое про­ изводство, при котором изготовление изделий либо не повторяется вовсе, либо повторяется через неопределенные промежутки времени. Характерным признаком единичного производства является выпол­ нение на рабочих местах разнообразных операций при отсутствии периодического их повторения.

Продукцией единичного производства являются машины, не имею­ щие широкого применения, изготовляемые обычно по индивидуаль­ ным заказам, предусматривающим выполнение специальных требо­ ваний. В основном единичное производство присуще тяжелому машиностроению, продукцией которого являются крупные гидро­ турбины, уникальные металлорежущие станки, прокатные станы, металлургическое оборудование и т. п.

Программа выпуска в массовом производстве обеспечивает воз­ можность узкой специализации рабочих мест, за каждым из которых закрепляется выполнение только одной операции. В этом случае представляется возможным расположить оборудование в полном соответствии с технологическим процессом.

Например, при обработке штампованной заготовки ступенчатогс вала имеет место следующий технологический процесс обработки

1.Фрезерование торцов вала и их зацентровка на фрезерно центровальном двустороннем станке (ФЦ).

2.Черновое обтачивание вала с одной стороны на многорезцовол токарном полуавтомате (ТП).

3.Черновое обтачивание вала с другой стороны на многорезцовое токарном полуавтомате (ТП).

4.Чистовое обтачивание вала с одной стороны на многорезцовое токарном полуавтомате (ТП).

5.Чистовое обтачивание вала с другой стороны на многорезцовое токарном полуавтомате (ТП).

6.Фрезерование шпоночных канавок на шпоночно-фрезерно) станке (ШпФ).

7 Черновое фрезерование шлицев на горизонтально-фрезерно полуавтомате с трехшпиндельной головкой (ГФ).

8.Чистовое фрезерование шлицев на шлицефрезерном полуавтс мате (ШлФ).

9.Сверление поперечных отверстий на вертикально-сверлил) ном станке (ВС).

10.Нарезание резьбы на резьбофрезерном станке (РФ).

11.Предварительное шлифование шеек на круглошлифовально полуавтомате (КШ).

12.Термическая обработка шеек вала на установке для терм! обработки током высокой частоты (ТВЧ).

13.Чистовое шлифование шеек на круглошлифовальном пол автомате (КШ).

Расставив оборудование в соответствии с указанным технологи­ ческим процессом, и предусмотрев перед первой операцией место для заготовок вала (Заг) и после контрольного поста стеллаж для, готовых валов (Гот), получим поточную линию обработки валов; при этом оборудование в цехе может быть размещено по прямой линии или зигзагообразно (фиг. 11).

Фиг 11 Варианты размещения поточных линий.

При условии подбора и настройки оборудования, обеспечиваю­ щих на всех рабочих местах заданную производительность, получим

непрерывно повторяющаяся операция с заранее установленным темпом работы. Под темпом понимают промежуток времени, в тече­ ние которого протекает то или иное периодически (равномерно) повторяющееся явление. При поточном методе работы темп опре­ деляет равномерно повторяющийся промежуток времени (период), затрачиваемый в процессе производства на выпуск единицы продук­ ции.

При заданном режиме работы цеха темп зависит исключительно от заданного выпуска и определяется как частное от деления вре­ мени в минутах на программное задание в штуках:

к величине, равной или кратной темпу, обусловливает необходи­ мость соответствующего расчленения технологического процесса

24 Понятия об изделии и технологическом процессе в машиностроении

на операции и в некоторых случаях дублирования станков для полу­ чения требуемой производительности.

Несоблюдение темпа работы на каком-либо рабочем месте нару­

не окончена; последующие рабочие места с большей производитель­ ностью находясь в полной зависимости от предшествующего рабочего места, будут работать с перерывами и выпуск всего потока будет отставать от заданного; рабочее место поточной линии, не обеспе­ чивающее задтнного выпуска, представляет собой так называемое «узкое место» потока, задерживающее выпуск продукции; это «узкое место» должно быть незамедлительно ликвидировано теми или иными мероприятиями.

Если производительность рабочего места больше заданной, то это рабочее место, находясь в полной зависимости от предшествую­ щего рабочего места, будет работать с недогрузкой, а производи­ тельность потока не изменится и будет соответствовать расчетному выпуску

Рабочий темп потока является основной расчетной величиной, организующей все рабочие места поточных линий в единый произ­ водственный механизм.

В процессе производства неизбежны случайности, вызывающие кратковременные перерывы в работе на отдельных рабочих местах; поэтому во избежание перебоев в работе всей поточной линии на рабо­ чих местах предусматриваются межоперационные заделы, обеспе­

заготовок или собираемых узлов и изделий от одного рабочего места к другому в соответствии с последовательностью операций технологического процесса осуществляется либо вручную (на тележ­ ках, рольгангах, по желобам и т. п.), либо транспортирующим механизированным устройством непрерывного или периодического действия (конвейером или транспортером).

Достигнуть абсолютного равенства штучных времен по всем операциям не удается, и штучные времена по ряду операций обычно отклоняются от заданного темпа работы поточной линии, создавая технологически неизбежные простои.

Недогрузку рабочих устраняют за счет совмещенного обслужи­ вания двух-трех единиц оборудования, с тем чтобы суммарное время их обслуживания не превышало темпа потока.

Производство большого количества отднотипных изделий в тече­ ние более или менее продолжительного времени создает для него значительные преимущества.

Организационные цеховые и общезаводские расходы, весьма значительные в массовом производстве по своей абсолютной вели­

чине, вследствие распределения их на большое количество изделий выражаются незначительной величиной в штучной стоимости.

В связи с расположением рабочих мест поточным порядком исключается необходимость промежуточных складов; поэтому раз­ меры незавершенного производства значительно снижаются, а сле­ довательно, уменьшается величина оборотного фонда. Выполнение на каждом рабочем месте одних и тех же постоянно повторяющихся операций дает возможность в максимальной степени специализи­ ровать каждое рабочее место, повысить производительность труда

исократить длительность производственного цикла, что значительно повышает оборачиваемость вложенных в производство средств.

Технологические особенности серийного производства значи­ тельно изменяются в зависимости от номенклатуры, размера выпуска

итрудоемкости изделий; поэтому различают мелкосерийное и крупно­ серийное производство.

Мелкосерийное производство весьма незначительно отличается по своим технологическим особенностям от единичного производства; здесь, как и в единичном производстве, применяются преимуще­ ственно универсальное оборудование с расположением его в цехах по типам станков, нормальный рабочий и универсальный измери­ тельный инструмент.

Вкрупносерийном производстве, наряду с универсальным обо­ рудованием, достаточно широко применяется оборудование спе­ циального назначения, а также специальные и агрегатные станки; располагается оборудование в цехах не по типам станков, а по изго­ товляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняе­ мым технологическим процессом; наряду с нормальным приме­

няются специальный рабочий инструмент, предельные калибры и специальные контрольные приспособления.

Размер партии в серийном производстве, под которым понимают количество одновременно запускаемых в производство заготовок, устанавливается в зависимости от ряда производственных факторов; в частности, на размер партии влияют номенклатура выпускаемых изделий и годовой выпуск каждого из них, календарные сроки выпуска изделий, длительность производственных процессов, дли­ тельность наладки оборудования и т. п.

Технико-экономические преимущества поточно-массового произ­ водства обусловили распространение применяемых в нем методов на серийное производство.

Для наиболее трудоемких деталей и общей сборки узлов в крупно­ серийном производстве создаются поточные линии по типу линий массового производства.

Создаются также групповые поточные линии, на которых обраба­ тываются несколько деталей, близких по конструкции и технологи­ ческим процессам. Такие линии в большинстве случаев не требуют длительной переналадки при переходе от обработки одной детали к другой.

26 Понятия об изделии и технологическом процессе в машиностроении

Ряд технологических методов, возникших в поточно-массовом производстве, с успехом применяется не только в серийном, но даже в единичном производстве, в частности, например, параллельная обработка поверхностей заготовок достаточно широко применяется в тяжелом машиностроении, для которого характерно единичное производство, чем достигается значительное сокращение длитель­ ности цикла обработки; оправдывается также в единичном произ­ водстве расчленение сборки на узловую и общую, а также ряд других технологических мероприятий, применяемых в серийном и поточномассовом производствах.

В ряде случаев на отдельных участках заводов массового произ­ водства работа выполняется серийным порядком. В частности, наряду с поточной общей сборкой машины и трудоемких ее узлов, производится серийная сборка узлов малой трудоемкости Меха­ ническая обработка нетрудоемких деталей также осуществляется

всерийном порядке.

Вцехах холодной листовой штамповки и в кузнечных цехах массового производства вследствие высокой производительности технологического оборудования этих цехов поточно-массовая обра­ ботка может быть осуществлена только при очень большом выпуске изделий, поэтому в большинстве случаев эти цехи работают по прин­

ципу серийного производства.

Провести резкую грань между крупносерийным и поточно­ массовым производствами весьма затруднительно, так как тип произ­ водства определяется здесь номенклатурой изделий, их трудоем­ костью и программным заданием В зависимости от этих факторов принципы поточно-массового производства проводятся в большей или меньшей степени в серийном производстве.

Нельзя также провести резкую грань между мелкосерийным и единичным производством.

Таким образом, понятие о типах производств является условным. Можно называть производство массовым, если на большинстве рабочих мест выполняется одна постоянно повторяющаяся операция и если рабочие места расположены в порядке, соответствующем технологическому процессу Если же на большинстве рабочих мест выполняется несколько периодически повторяющихся операций, то такое производство следует считать серийным. Отсутствие перио­ дичности повторения операций на рабочих местах характеризует единичное производство.

ГЛАВА / /

ТОЧНОСТЬ В МАШИНОСТРОЕНИИ

§ I ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОГРЕШНОСТИ И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАДАННЫХ РАЗМЕРОВ

Понятие о точности и производственных погрешностях. Общая характеристика погрешностей изготовления деталей и сборки машин. Способы автоматического и индивидуального получения заданных размеров.

Опытом установлено, что при изготовлении деталей машин и при их сборке неизбежны те или иные погрешности, и что при осуществлении машины любой конструкции достигнуть абсолютной ее точности не представляется возможным.

Поэтому взаимное положение элементов машины не может быть абсолютно точным даже при статической ее проверке. Еще более понижают точность взаимного положения элементов машины упру­ гие деформации под влиянием нагрузок, температурные деформа­ ции и нормальный износ деталей машины в процессе ее работы.

Допускаемое отклонение во взаимном положении элементов машины должны быть установлены конструктором исходя из назна­ чения проектируемой машины и условий ее эксплуатации, с учетом деформаций и нормального износа ее деталей, а также с учетом технологических возможностей производства.

Установленные конструктором допускаемые отклонения весьма существенно влияют на построение технологических процессов производства, которые должны обеспечить достижение заданной точности. С другой стороны, объем обработки и построение техно­ логических процессов зависят от точности черных заготовок (про­ ката, п о к о е о к , отливок) и степени отклонения их форм и размеров от форм и размеров готовых деталей.

В ходе технологического процесса механической обработки заго­ товок, в свою очередь, получаются отклонения от заданных размеров, геометрических форм и взаимного положения элементарных поверх­ ностей изготовленных деталей машин. Так, при обработке ступен­ чатого валика действительные диаметральные размеры его ступеней будут в той или иной степени отклоняться от заданных номинальных размеров; сечения ступеней валика будут отклоняться от круглой формы, а поверхности этих ступеней — от цилиндрической формы; торцовые поверхности валика не будут абсолютно перпендикулярны его оси; если валик будет обработан не за один, а за два установа,

28 Точность в машиностроении

то оси его ступеней могут иметь отклонение от соосности. При этом в реальных производственных условиях при обработке хотя бы только нескольких одинаковых деталей не представляется возможным достигнуть полной их идентичности.

Получающиеся в производственных условиях отклонения обусло­ вливаются множеством причин, одни из которых оказывают ничтож­

ваемые поверхности . Так, например, в результате непараллельности перемещения суппорта по направляющим станины токарного станка относительно оси шпинделя получится, при консольном креплении заготовки, не цилиндрическая, а коническая поверхность; неперпендикулярность верхних направляющих суппорта к оси вращения шпинделя обусловливает отклонение от перпендикулярности под­ резанных торцов валика к его оси. Погрешности, неизбежные при каждом новом установе заготовки для обработки, приводят к откло­ нению размеров и особенно пространственного положения обрабо­ танных поверхностей. Например, ступени валика, обработанные при разных установах, имеют отклонения от соосности.

Заготовки нежесткой конструкции при закреплении и в про­ цессе обработки получают упругие деформации, оказывающие влия­ ние на точность их размеров и форм. При обработке недостаточно жесткого валика в центрах, возникают упругие прогибы его под влиянием силы резания, которые могли бы привести к получению не цилиндрического, а бочкообразного валика (фиг. 12); однако одновременно действующие другие факторы в той или иной степени исказят образующуюся бочкообразность.

Более полное изложение причин, вызывающих произгодственные погрешности, будет дано в дальнейшем изложении. Сейчас лишь укажем, что, помимо действительных погрешностей обработки, происходят также и ошибки измерений, которые обусловливаются влиянием температурных и упругих деформаций измерительного