2. В случае опасности появления раковин и трещин в первую очередь производят снятие наибольшего припуска с тех поверх­ ностей, где подобные дефекты чаще всего обнаруживаются и где они особенно недопустимы. При необходимости может быть допущена даже чистовая обработка подобных поверхностей. Это позволяет забраковать или исправить заготовку в самом на­ чале ее обработки, не производя излишней механической обра­ ботки.

3. В целях сокращения длины пути перемещения детали по цеху желательно последовательность обработки строить с учетом расположения оборудования цеха (это относится к цехам серий­ ного производства). В условиях массового и крупносерийного производства само оборудование часто располагается в соответ­ ствии с направлением потока или автоматической линии обработки деталей.

Выбор методов обработки

Методы окончательной обработки всех поверхностей детали и методы ее обработки при выполнении промежуточных операций назначаются исходя из требований, предъявляемых к точности и качеству готовой детали, учитывая характер заготовки и свой­ ства обрабатываемого материала.

Для предварительного выбора метода обработки отдельных поверхностей деталей используются данные справочных таблиц экономической точности обработки различными методами и на различных станках, которые приводятся в учебной и справочной технологической литературе [8, 10, 16, 17, 37, 42, 48 и др.].

В связи с тем, что одни и те же точности обработки и одинако­ вое качество обработанной поверхности могут быть достигнуты различными методами, после предварительного выбора несколь­ ких возможных технически подходящих методов обработки следует произвести их сопоставление по производительности и экономич­ ности. Для этого могут быть использованы данные по произво­ дительности и экономичности достижения различных классов точности и шероховатости различными методами механической обработки, аналогичные приведенным на диаграммах рис. 115— 119 130].

При назначении метода обработки следует стремиться к тому, чтобы число переходов при выполнении каждой поверхности де­ тали было минимальным. При этом желательно, чтобы одним и тем же методом обработки обрабатывалось возможно большее число поверхностей детали. Последнее дает возможность построить высокопроизводительные концентрированные операции с макси­ мальным совмещением обработки отдельных поверхностей, сокра­ тить общее число операций и установок, сократить длительность цикла обработки, повысить производительность и точность обра­ ботки детали.

В том случае, когда производительность и экономичность обработки отдельных поверхностей детали различными методами значительно отличается, вопрос о целесообразности построения концентрированной или дифференцированной операции должен решаться экономическим расчетом.

Примером такого подхода к построению технологической опе­ рации может служить выбор метода обработки деталей, изобра­ женных на рис. 146.

Обработка наружных ступенчатых поверхностей указанных деталей может быть успешно выполнена резцами на токарном или револьверном станках или на автомате. Центральное отверстие может быть обработано растачиванием или развер­

кости обработки по вариантам: а) обработка наружных поверх­ ностей и центрального отверстия на револьверном станке (или автомате) и б) обработка наружных поверхностей на револь­ верном станке и обработка отверстия за отдельную операцию на сверлильном, протяжном, алмазнорасточном и других станках.

Целесообразность выделения обработки отверстия в отдельную операцию может быть также установлена на основании норматив­ ных данных по производительности и экономичности обработки отдельных поверхностей, приведенных в указанной выше работе [301.

Построенные по этим данным графики трудоемкости и техно­ логической себестоимости обработки отверстий 2-го класса точ­ ности и 7-го класса чистоты (рис. 147) показывают, что при окон­ чательной обработке центрального отверстия в общей концентри­ рованной операции на револьверном станке развертыванием или растачиванием трудоемкость обработки отверстия значительно выше, чем при использовании методов обработки, требующих выделения обработки отверстия в особую операцию (развертыва­ ние на сверлильном станке, тонкое растачивание на фрезерном или специальном алмазнорасточном станке). Даже если учесть, что при построении концентрированной операции на револьвер­ ном станке экономится время установки детали на станке (заго-

товка уже закреплена на станке для наружной обработки и спе­ циальной установки для обработки отверстия не требуется), обычно составляющее 0,18—0,22 мин (установка в патроне без выверки), по графикам (рис. 147, а) следует, что разделение ре­ вольверной операции на две с выделением окончательной обра­ ботки отверстия на сверлильный (развертывание), алмазнорасточ­ ной или горизонтально-фрезерный (тонкое растачивание) или

Рис. 147. Трудоемкость (а) и себестоимость (б) обработки отверстия 0 30 мм по 2-му классу точности и 7-му классу чистоты:

/ —развертывание на револьверном станке; 2 —шлифование; 3 —растачивание рез­ цом Р18; 4 —развертывание на сверлильном станке; 5 —тонкое растачивание на фрезер­ ном станке; 6 —тонкое растачивание на специальном станке; 7 —протягивание

протяжной станки способствует значительному сокращению за­ трат суммарного времени на обработку детали *.

Выделение обработки отверстия на шлифовальный станок очевидно нецелесообразно, так как трудоемкость шлифования близка к трудоемкости развертывания на револьверном станке и подобная дифференциация только удлиняет производственный цикл.

Данные по трудоемкости обработки (рис. 147, а) не дают окончательного решения вопроса о целесообразности или нецеле­ сообразности дифференциации операций и должны быть допол­ нены данными по экономичности обработки, приведенными на графиках рис. 147, б.

* Следует заметить, что трудоемкость н себестоимость обработки отверстая, приведенные на рис. 147, подсчитывались применительно к заготовке с отвер­ стием предварительно обработанным по 4-му классу точности н 5-му классу чистоты. Так как обработка протягиванием подобной заготовки не дает устой­ чивых размеров в пределах 2-го класса точности, то операция протягивания рас­ считывалась исходя из двух проходов заготовки предварительной и окончатель­ ной протяжкой.

При назначении количества и методов выполнения промежуточ­ ных операций исходят из технических возможностей выбираемых методов с точки зрения достигаемой точности и качества поверх­ ности и с точки зрения требований этих методов к точности и качеству заготовок. Так, в приведенном выше примере по обра­ ботке высокоточных валиков исходят из того, что точность выше первого класса в настоящее время обычно достигается одним из методов доводки. Однако известно, что процесс доводки может быть экономичным лишь при условии снятия припуска на доводку в пределах 0,01—0,02 мм на диаметр.Это означает, что предыдущая операция должна дать точность заготовки под доводку в пределах допуска 0,005—0,01 мм [операционный допуск исходя из формулы (162) должен быть в 2—4 раза меньше припуска на последующую операцию] при шероховатости не грубее 8-го класса.

Методом обработки, обеспечивающим достижение такой точ­ ности, является чистовое шлифование, снимающее припуск по­ рядка 0,05 мм на диаметр. Аналогичные рассуждения приводят к необходимости проведения предварительного шлифования и предварительной обточки черной заготовки. Таким образом, кроме назначения методов окончательной обработки всех поверхностей детали, назначаются методы промежуточной обработки и под­ считываются соответствующие операционные припуски и допуски на операционные размеры.

Выбор оборудования и технологической оснастки

При выборе оборудования в условиях действующего производ­ ства приходится ориентироваться на существующее в цехе обору­ дование и обязательно учитывать степень фактической загрузки отдельных групп оборудования. Во многих случаях технологиче­ ская операция, запроектированная к выполнению на загруженном в цехе оборудовании, может быть без ущерба для качества и про­ изводительности обработки перенесена на другой станок или даже обработана другим методом (вместо шлифования — тонким точе­ нием и т. п.). Подобные изменения первоначально намеченных методов обработки должны подкрепляться экономическими рас­ четами, показывающими их производственную целесообразность. Следует иметь ввиду, что проектирование новых технологических операций на уникальное оборудование, сильно загруженное обра­ боткой деталей и поэтому лимитирующее общий выпуск завода, может быть допущено лишь в исключительных случаях, когда никакой другой метод обработки и другой станок для данных деталей не может быть использован. Во всех иных случаях вместо лимитирующих уникальных станков следует применять любые другие технологические процессы и оборудование, обеспечиваю­ щее качественную обработку деталей далее тогда, когда произво­ дительность и экономичность обработки при этом снижаются в несколько десятков раз.

Проектирование технологического процесса, рассчитанного на приобретение специального оборудования в условиях действую­ щего серийного производства, является исключением и требует проведения предварительного обстоятельного экономического обо­ снования.

При проектировании технологических процессов для вновь создаваемых предприятий имеется возможность выбирать наиболее технически и экономически подходящее оборудование.

Графики показывают, что уже при коэффициенте загрузки револьверного станка большем 0,12, его применение выгоднее, чем токарного. Многорезцовый полуавтомат становится более экономичным, чем револьверный при том же значении коэффи­ циента загрузки 0,12.

При коэффициенте загрузки многорезцового полуавтомата большем 0,2 его применение выгоднее использования револь­ верных станков при любой загрузке последних и т. д.

Вопрос о наиболее целесообразной оснастке решается с по­ мощью экономических расчетов, методика которых подробно изложена в гл. V.

Определение','структуры операции и оформление технологических карт

После решения перечисленных вопросов производится пред­ варительное оформление операционно-технологических карт с вы­ черчиванием соответствующих операционных эскизов. При оформ­

Рис. 150. Схема наладки вертикального полуавтомата [32]

to s

22. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Сущность типизации и классификации поверхностей деталей

Одним из наиболее прогрессивных направлений совершен­ ствования технологии машиностроительных заводов и общего развития технологической науки является типизация технологи­ ческих процессов.

При всем многообразии деталей машиностроительного произ­ водства среди них можно обнаружить большое число деталей аналогичной конфигурации, близких по своей точности, материа­ лам, требованиям, предъявляемым к качеству обработки их основ­ ных поверхностей, и сравнительно мало отличающихся по своим размерам. Вместе с тем очень часто такие детали изготовляются на разных заводах, в разных цехах, а иногда и в одном и том же же цехе, на различном оборудовании, из разных заготовок, различными технологическими методами при значительной раз­ нице в производительности и экономичности их изготовления.

Устранение этого ненормального положения требует проведе­ ния типизации технологических процессов, в результате которой сходные по своей конфигурации и технологическим особенностям детали должны изготовляться по одинаковым технологическим процессам, основанным на применении наиболее совершенных методов обработки и обеспечивающих достижение наивысшей производительности и экономичности производства.

Автор идеи типизации технологических процессов проф. А. П. Со­ коловский писал'’в" 1938 г.: «Типизацией технологических про­ цессов называется такое направление в деле изучения и построе­ ния технологии, которое заключается в классификации техноло­ гических процессов деталей машин и их элементов и затем в ком­ плексном решении всех задач, возникающих при осуществлении процессов каждой классификационной группы» [40].

Типизация технологических процессов может производиться по трем направлениям: 1) типизация технологических процессов обработки отдельных поверхностей; 2) типизация технологиче­ ских процессов обработки отдельных (типовых) сочетаний по­

Работа по типизации технологических процессов в любом из указанных направлений должна начинаться с проведения’классификации (поверхностей, их сочетаний или деталей).

Основной задачей к л а с с и ф и к а ц и и является приведение всего многообразия деталей, поверхностей и их сочетаний к ми­

нимальному количеству типов, для которых можно разработать типовые технологические процессы обработки в нескольких ва­ риантах с тем, чтобы для любого конкретного случая обработки деталей, поверхности или сочетания поверхностей данного типа можно было выбрать наиболее рациональный типовой процесс для данных условий производства.

Признаки, принимаемые в основу классификации обрабаты­ ваемых поверхностей, типовых сочетаний поверхностей и деталей, должны удовлетворять условиям, при которых обработка могла бы быть осуществлена по одному и тому же технологическому процессу.

(по размеру, форме и качеству поверхности); 3) размеры; 4) ма­ териал изделия.

Примерами построения типовых технологических процессов (схем обработки) различных поверхностей деталей могут служить многочисленные руководящие и справочные материалы по при­ пускам, последовательности переходов, трудоемкости и экономич­ ности обработки различных поверхностей деталей по разным классам точности и чистоты [10, 16, 17, 30, 37].

Создание типовых процессов обработки отдельных поверх­ ностей не решает вопроса о типизации заготовки, оборудования и последовательности отдельных операций.

Типовой процесс обработки определенного сочетания поверх­ ностей и особенно типовой процесс обработки деталей не всегда составляется из сочетаний типовых процессов обработки отдельных поверхностей, так как определенные сочетания элементарных поверхностей в конкретной детали иногда дают возможность более целесообразного построения последовательности переходов и их объединения, применения комбинированного инструмента и т. п.

Классификация и типизация обработки сочетаний поверх­ ностей. Под типовым сочетанием поверхностей понимается соче­ тание поверхностей, встречающихся на различных деталях, при котором все элементарные поверхности могут быть обработаны при неизменной технологической базе на одних и тех же станках, одинаковыми инструментами, при одинаковом содержании и по­ следовательности операций, установок и переходов.

Признаками для классификации типовых сочетаний поверхно­ стей являются: 1) конфигурация отдельных поверхностей; 2) взаим­ ное расположение поверхностей; 3) точность обработки отдельных поверхностей и точность расположения поверхностей друг отно­ сительно друга; 4) размеры отдельных поверхностей; 5) соотноше­ ние размеров между отдельными поверхностями; 6) материал обрабатываемой детали.