Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 000121 из ДГТУ (бывш. РИСХМ)

Введение

Современное машиностроение является широко развитым комплексом, объединяющим множество различных отраслей. С продукцией машиностроительных предприятий мы сталкиваемся постоянно. От бытовой техники типа утюгов и кухонных комбайнов до автомобилей и самолетов - это изделия машиностроительной отрасли. Кроме того, мы являемся потребителями машиностроительной продукции еще и опосредованно, т.е. через изделия других отраслей: строительства, химической промышленности, пищевой текстильной и других, так как во всех этих отраслях средствами производства являются машины (аппараты, технологические линии, станки) - продукция машиностроения. Таким образом даже из этого краткого обзора видна огромная роль машиностроения в жизни современного общества.

Структура машиностроительного предприятия и формы организации технологического процесса

В зависимости от различных экономических факторов в состав машиностроительного предприятия входят различные подразделения (цеха). Состав цехов предприятия может быть определен исходя из следующего производственного деления заводов:

1. Машиностроительные заводы с полным производственным циклом, включающим все этапы изготовления машины; такие заводы имеют все три основные группы цехов - заготовительные, обрабатывающие и сборочные.

2. Машиностроительные заводы, выпускающие только заготовки для различных деталей машин, т.е. отливки, поковки, штамповки, которыми они снабжают другие машиностроительные заводы. Основные цеха - крупные литейные и кузнечные, кроме того в ряде случаев на таких предприятиях производится предварительная мех. обработка (обдирка) для выявления поверхностных дефектов, а также для снижения объема транспортируемого металла.

3. Заводы производящие механическую обработку заготовок, полученных с других предприятий и сборку машин, а также заводы, производящие только сборку машин из деталей, узлов и агрегатов, полученных с других заводов ("отверточная сборка" - часто применяется при начале продвижения продукции на новом рынке). В состав таких заводов входят обрабатывающие (механические) и сборочные цехи, во втором случае - только сборочные.

Выбор вида завода осуществляется на основе анализа различных экономических факторов, таких как:

- расположение источников сырья и энергоносителей;

- развитие транспортной инфраструктуры (ж/д, авто, речного и морского транспорта);

- наличие рабочей силы и возможностей ее привлечения;

- удаленность от основных рынков сбыта;

- наличие свободных земельных ресурсов.

Структура завода с полным производственным циклом.

Цехи завода подразделяются на производственные (основные), вспомогательные и обслуживающие.

Основные производственные цеха - те, в которых выполняется обработка и сборка деталей, сборочных единиц и изделий, составляющих основную производственную программу предприятия. Среди них выделяют: заготовительные, обрабатывающие и сборочные цеха.

К заготовительным относятся:

- раскройно-заготовительные (правка, резка, зацентровка, обдирка сортового металла, раскрой листового металла);

- литейные (чугунного, стального, цветного литья, специальных методов литья);

- кузнечные (кузнечно-штамповые и кузнечно-прессовые).

К обрабатывающим относятся:

- механические;

- термические;

- прессовые (холодной штамповки);

- цеха металлических конструкций;

- металлопокрытий;

- окрасочные;

- деревообрабатывающие и др.

В подсобных производственных цехах изготовляется продукция, необходимая для обеспечения выпуска готовых изделий, например тара для упаковки основной продукции завода.

Вспомогательные цеха - обеспечивают нормальное функционирование основных производственных цехов или завода в целом:

- инструментальные;

- ремонтно-механические;

- ремонтно-строительные;

- электроремонтные;

- экспериментальные, модельные, абразивные и др.

Обслуживающие - цеха и устройства, выполняющие функции хозяйственного и частично технического обслуживания завода. Иногда их называют хозяйствами (службами).

Складское хозяйство включает в себя:

- материальные склады;

- склады твердого и жидкого топлива;

- склады средств производства (инструментальный, абразивный, склад штампов, приспособлений, моделей, металлотходов, полуфабрикатов и т.д.)

Транспортное хозяйство (транспортный цех):

- устройства рельсового транспорта (депо)

- безрельсовый транспорт (гараж автомобилей, гараж и зарядная станция для электрокар и т.д.)

Обслуживающие подразделения:

- заводоуправление;

- центральная заводская лаборатория;

- столовая;

- медпункты;

- учебная сеть;

- охрана, сторожевые и пропускные пункты;

- связь и сигнализация;

- электронно-вычислительные и др. подразделения.

После определения состава служб и подразделений необходимо определить функциональные связи между цехами и др. подразделениями завода. Для этой цели составляют технологическую схему производства (рис. 1). Она дает наглядное представление о последовательности производственного процесса и помогает установить рациональное расположение зданий и сооружений предприятия.

Основные принципы лежащие в основе проектирования машиностроительного предприятия в целом:

- прямоточность технологических процессов;

- использование минимальной площади под застройку;

- сокращение коммуникаций.

Доп. требования: обеспечение безопасности и благоприятных условий труда и перемещения рабочих по территории.

Наиболее полно все требования могут быть удовлетворены при размещении цехов в одном корпусе.

Понятие о типе производства

В зависимости от номенклатуры выпускаемой продукции и объема выпуска для организации ТП необходимо применять различное оборудование, приспособления, режущий инструмент, а также схемы организации работы в цехе и планировки расположения оборудования. По ГОСТ ЕСТПП выделяют три основных типа производства:

- единичное производство;

- серийное (с разделением на мелко-, средне- и крупносерийное);

- массовое.

Основной критерий для выбора типа производства - коэффициент закрепления операции (количество различных операций, которые выполняются на одном рабочем месте в течение года).

, где О - количество различных операций, которые выполняются в производственном подразделении (цехе, участке) за период времени (за год).

Р - количество рабочих мест на которых выполняются эти операции.

Тип производства в зависимости от значения Кзо определяется по таблице:

Таблица 1.

Значения Кзо Тип производства Кзо = 1 (? 15%) массовое производство 1 40 единичное производство

Краткие характеристики типов производства.

Единичное:

- широкая номенклатура при малой повторяемости деталей (до 15 - 20 шт.);

- только универсальное оборудование;

- стандартные приспособления и инструмент;

- разработка только маршрута технологического процесса.

Серийное:

- широкая номенклатура при большей повторяемости (от нескольких десятков до десятков тысяч деталей в год);

- оборудование универсальное (30 - 50%), специализированное и иногда специальное;

- Оснастка - в большинстве случаев специальная (? 70%), инструмент - 30 - 40% специального, остальной - универсальный;

- разработка ТП на маршрутном и операционном уровне, обработка деталей партиями;

- выше затраты на подготовку производства, но ниже себестоимость одной детали;

Массовое производство:

- малая номенклатура при больших объемах выпуска;

- до 90% специального оборудования;

- 100% специальной оснастки (автоматизированной), 90% специального инструмента;

- кроме подробной разработки каждой операции выполняется их синхронизация по времени. Отклонение не должно превышать 10%.

- себестоимость в расчете на одну деталь - самая низкая, но высоки общие затраты на технологическую подготовку производства.

Основные формы организации работ в цехе.

Каждому из видов производств (единичному, серийному и массовому) свойственны соответствующие формы организации работы и способы расположения оборудования, которые определяются характером изделия и производственного процесса, объемом выпуска и рядом других факторов.

Существуют следующие основные формы организации работы:

1. По видам оборудования, свойственная главным образом единичному производству; для отдельных деталей применяется в серийном производстве. Станки располагаются по признаку однородности обработки, т.е. создаются участки станков одного вида обработки - токарных, строгальных, фрезерных и др.

2. Предметная, свойственная главным образом серийному производству; для отдельных деталей применяется в массовом производстве. Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки. В этой же последовательности образуется и движение деталей. Обработка деталей на станках производится партиями; при этом время выполнения операции на отдельных станках может быть не согласовано с временем операции на других станках. Изготовленные детали во время работы хранятся у станков и затем транспортируются целой партией. Здесь же может производиться и контроль деталей.

3. Поточно-серийная или переменно-поточная, свойственная серийному производству. Станки располагаются также в последовательности технологических операций для деталей, обрабатываемых на данной станочной линии. Производство идет партиями, причем детали каждой партии могут несколько отличаться одна от другой размерами или конструкцией, допускающими, однако обработку их на одном и том же оборудовании. Производственный процесс ведется таким образом, что время выполнения операции на одном станке согласовано с временем работы на следующем станке; детали данной партии перемещаются со станка на станок в последовательности технологических операций, создавая непрерывность движения деталей по станкам. Переналадка станков, приспособлений и инструментов при переходе на обработку сходных деталей других партий обеспечивается предварительной подготовкой. Норма времени на каждую операцию должна быть примерно одинакова.

4. Прямоточная, свойственная массовому (и в некоторой мере крупносерийному) производству; станки располагаются в последовательности технологических операций, закрепленных за определенными станками; детали со станка на станок передаются поштучно. Но синхронизация времени операций выдерживается не на всех участках линии, т.е. время выполнения отдельных операций не всегда равно (или кратно) такту; вследствие этого около станков, у которых время выполнения операции больше такта, создаются заделы необработанных деталей. Такая форма работы называется иногда пульсирующим потоком. Траспортирование деталей от одного рабочего места к другому осуществляется рольгангами, наклонными желобами и др. транспортными устройствами, иногда применяются и конвейеры, служащие здесь только в качестве транспортеров.

5. Непрерывным потоком, свойственная только массовому производству. При такой форме организации работы станки располагаются в последовательности операций технологического процесса, закрепленных за определенными станками, время выполнения отдельных операций на всех рабочих местах примерно одинаково или кратно такту, благодаря чему достигается синхронизация операций и создается такт работы для всех рабочих мест поточной линии.

Различают несколько разновидностей работы непрерывным потоком:

а)работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (изделий) простыми транспортными устройствами без тягового элемента (рольганги, склизы, скаты, наклонные желоба и т.д.)

б)работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (изделий) транспортными устройствами с тяговым элементом. Передвижение деталей от одного рабочего места к другому производится при помощи механических транспортирующих устройств - конвейеров, которые двигаются периодически, толчками. Конвейер перемещает деталь через промежуток времени, соответствующий величине такта работы, в течение которого конвейер стоит, и выполняется рабочая операция, продолжительность которой примерно равна величине такта работы.

в)работа непрерывным потоком с непрерывной подачей деталей (изделий) также механическими транспортными устройствами с тяговым элементом. В этом случае механический конвейер движется непрерывно, перемещая расположенные на нем детали от одного рабочего места к другому. Операция выполняется во время движения конвейера, при этом деталь или снимается для выполнения операции (обработка на станках) или остается на конвейере , и в этом случае операция выполняется во время его движения (сборка изделия). Скорость движения детали вместе с конвейером соответствует такту, который поддерживается механически.

Решающий фактор, обусловливающий соблюдение принципа непрерывного потока - такт работы.

Технологические процессы заготовительного производства

Обработка металлов давлением

Выделяют две группы видов обработки давлением:

1. Для получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов, сортового проката). Используются в качестве заготовок для обработки резанием или предварительной обработки давлением.

2. Для получения заготовок, имеющих приближенную к готовым деталям форму и размеры.

Прокатное производство

Имеет огромное значение для машиностроения (до 90% стали подвергается прокатке.

Основные виды прокатки:

Продукция прокатного производства:

Сортовой прокат:

- простой геометрической формы (круг, квадрат, шестигранник);

- фасонный (швеллер, двутавр, рельс, уголок и т.д.)

Примечание: для цветных металлов используется преимущественно прокатка на простые профили.

Листовой прокат:

Классифицируется по области применения и по толщине:

По области применения:

- электротехнический лист;

- судостроительный;

- котельный;

- автолист;

- консервная жесть и т.п.

По толщине:

- бронеплиты (460 - 550 мм);

- толстолистовой (4 - 160 мм);

- тонколистовой (0,2 - 4 мм);

- фольга ( 40 единичное производство Определение величины партии изделий и такта выпуска

Расчетная формула для величины партии имеет вид:

, где - средняя трудоемкость операции, мин;

а = 3, 6, 12, 24 - периодичность запуска партий в производство (в днях);

Ф = 250 - число рабочих дней в год;

480 - число минут в смене.

Такт выпуска:

Обозначения аналогичны формуле для расчета Крм.

Рекомендации по выбору заготовок - см. предыдущие лекции.

Порядок обработки поверхностей

Основными данными для расчета последовательности обработки являются допуски изготовления детали (Тд) и заготовки (Тзаг).

Количественной характеристикой для расчета последовательности обработки является коэффициент уточнения ?:

, где m - количество технологических операций на обработку элементарной поверхности;

?i - коэффициент уточнения детали на i-й технологической операции (справочная величина).

.

где Тi-1 и Тi - соответственно допуски заготовки после i-1 и i-й технологических операций.

Типовая последовательность обработки:

1. В первую очередь обрабатываются поверхности, которые в дальнейшем будут использованы в качестве технологических баз.

2. Чем точнее поверхность, тем позже она обрабатывается, самые точные поверхности обрабатывают в конце ТП.

3. Разработанный ТП должен максимально учитывать ТП детали-аналога.

Разработка граф-структуры вариантов ТП.

Существующее разнообразие оборудования позволяет выполнить изготовление детали различными методами (способами). Для выбора наиболее выгодного с точки зрения трудоемкости и себестоимости варианта изготовления детали необходимо их все проанализировать. Наиболее наглядной формой является граф-структура вариантов ТП.

Каждая операция по каждому из вариантов характеризуется двумя основными параметрами: трудоемкостью и себестоимостью. Выбор оптимального варианта осуществляется с использованием следующей таблицы:

№ п/п Маршрут Тшк сум Ссум 1. А12357В Т1 С1 2. Б12468В Т2 С2 3. Б12457В Т3 С3 1. Вариант с Т = Тmin и С = Сmin - оптимальный

2. Если:

, тогда составляются вспомогательные отношения: и и в качестве оптимального принимаем вариант, обеспечивающий больший рост производительности при меньшем росте себестоимости.

Основные расчетные формулы для определения себестоимости изготовления

1) Затраты на заготовку.

a) Для заготовок из сортового проката

, где Q - масса заготовки, кг

Sм - стоимость материала по сортаменту

q - масса детали;

Cотх - стоимость 1 т отходов (металлолома).

b) Для литых, кованых и штампованных заготовок

, где Сб - базовая стоимость 1 т заготовок;

Q - вес заготовки;

Кi - коэффициенты, определяемые точностью заготовки, группой сложности, массой, материалом и объемом производства.

2) Затраты на механическую обработку.

Себестоимость операции:

, где Тшк - штучно-калькуляционное время на операцию;

Спз - часовые приведенные затраты на обработку:

, Сз - зарплата работника (с учетом тарифной ставки разряда);

М - коэффициент многостаночного обслужживания;

- затраты на эксплуатацию базового рабочего места;

k - коэффициент приведения категории рабочего места к базовому;

Ен = 15% - норма амортизации;

Кст - часовые затраты на станок:

Кзд - часовые затраты на здание:

Ц - цена станка;

F - площадь, занимаемая станком (с учетом части площади проездов);

S - стоимость 1 м2 здания.

Определение межоперационных припусков и предельных

исполнительных размеров

Припуск - слой металла, удаляемый в процессе обработки.

Межоперационный припуск - припуск, снимаемый на одной операции.

Общий припуск - припуск, снимаемый в течение всех операций.

Методы расчета припусков:

- опытно-статистический (по таблицам на основе предыдущего опыта предприятия или по справочникам);

- расчетно-аналитический (точный способ расчета по формулам в зависимости от вида операции)

Припуск на обработку для выполняемого технологического перехода назначается с условием, чтобы были удалены все погрешности, связанные с предшествующей обработкой, чтобы не было накопления остаточных погрешностей. В состав припуска входят:

- величина шероховатости после предыдущего перехода Rz i-1

- дефектный слой, обработанный на предыдущей операции Ta i-1

- пространственные погрешности с предшествующей обработки ?i-1 (кривизна пруткового материала, погрешности центровки, смещение штампов при штамповке);

- погрешность установки на выполняемом технологическом переходе ?i.

Расчетные формулы:

- несимметричный припуск;

- симметричный припуск (на диаметр).

Таблица

Порядок расчета припусков и предельных исполнительных размеров.

Наружные поверхности Внутренние поверхности 1. Для обрабатываемой заготовки наметить установочные базы и технологический маршрут обработки.

2. Записать в расчетную карту обрабатываемые элементарные поверхности и последовательный порядок технологических переходов.

3. Записать в расчетную карту значения Rя, Ta, ?, ? и ?(допуск на размер)

4. Определить расчетные значения припусков на обработку zmin по всем технологическим переходам (по расчетным формулам). 5. Записать для конечного перехода в графу "Расчетный размер" минимальный предельный размер детали по чертежу Записать для конечного перехода в графу "Расчетный размер" максимальный предельный размер детали по чертежу 6. Для перехода, предшествующего конечному определить расчетный размер путем прибавления к минимальному предельному размеру по чертежу расчетного припуска zв min Для перехода, предшествующего конечному определить расчетный размер путем вычитания из максимального предельного размера по чертежу расчетного припуска zd min 7. Последовательно определить расчетные размеры для каждого предшествующего перехода путем прибавления к расчетному размеру следующего за ним смежного перехода расчетного припуска zв min Последовательно определить расчетные размеры для каждого предшествующего перехода путем вычитания из расчетного размера следующего за ним смежного перехода расчетного припуска zв min 8. Записать наименьшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их путем увеличения расчетных размеров (до того же знака, что и допуск) Записать наибольшие предельные размеры по всем технологическим переходам, округляя их путем уменьшения расчетных размеров (до того же знака, что и допуск) 9. Определить наибольшие предельные размеры путем прибавления допуска к округленному наименьшему предельному размеру Определить наименьшие предельные размеры путем вычитания допуска из округленного наибольшего предельного размера 10. Записать предельные значения zв max как разность наибольших предельных размеров и zв min как разность наименьших предельных размеров последовательных переходов Записать предельные значения zв max как разность наименьших предельных размеров и zв min как разность наибольших предельных размеров последовательных переходов 11. Определить общие припуски zо min и zо max как сумму промежуточных припусков Пример карты для расчета припуска

Наименова-ние тех. перехода Исходные данные Расч. при-пуск zв min Расч. раз-мер Пред. размер Пред. припуск Rz Ta ? ? ? min max min max Порядок определения погрешностей установки будет рассматриваться в лекции по проектированию технологической оснастки.

Расчет режимов резания

Методы расчета режимов резания:

- По таблицам или номограммам в справочниках.

- Аналитически по формулам теории резания.

- Метод расчета на ЭВМ с разработкой на математической модели.

Порядок расчета режимов резания аналитическим методом:

1. Выбирается инструментальный материал режущей части резца, фрезы и т.д.

2. Выбираем глубину резания t = zв (припуск).

3. выбираем по табл. для соответствующего вида обработки величину подачи s.

4. Задаемся периодом стойкости инструмента Т от переточки до переточки (60, 90, 120, 180, 240 мин) - чем сложнее конструкция инструмента, тем больше период стойкости

5. Рассчитываем скорость резания:

, где Сv - масштабный коэффициент для определения скорости (увязка размерности);

Т - период стойкости, мин;

t - глубина резания, мм

s - подача (мм/об, мм/зуб);

Кv - поправочный коэффициент, учитывающий измененные условия обработки:

- свойства материала;

- состояние поверхности детали;

- инструментальный материал и т.д.

6. Рассчитываем силу резания:

. 7. Для черновой обработки проверяем допустимость режимов по мощности резания:

, где Nдв - мощность двигателя главного привода;

? - КПД передаточного механизма (коробок скоростей, подач и т.д.)

8. Для чистовой обработки проверяем по деформациям детали и инструмента не выходят ли их перемещения под действием сил резания за пределы допуска

При необходимости выполняем корректировку режимов резания и повторную проверку.

Метод расчета режимов резания на ЭВМ с разработкой на математической модели.

Пример: (для наружного продольного точения).

Технические ограничения на режимы резания:

* по паспортным данным станка:

* по стойкости инструмента:

с учетом получим:

* по жесткости детали

, выполнив подстановку значения радиальной силы Ру по формулам теории резания и выразив из полученной формулы s и v, получим:

после выполнения подстановки:

, получим систему технических ограничений:

. Целевая функция:

, после перехода к переменным X1 и Х2 целевая функция примет вид:

. По уравнению целевой функции и системе технических ограничений с помощью специального алгоритма находят сочетание режимов резания Х1 и Х2 (n и s), обеспечивающее максимальную производительность.

Выбор метода расчета режимов резания определяется в зависимости от объема производства из следующего графика:

Техническое нормирование в машиностроении и определение

квалификации рабочих

Основная величина при нормирвании трудоемкости станочных работ - штучное время:

Тшт = Тм + Твсп + Тобсл + Тотд,

где Тм - машинное время, в течение которого осуществляется непосредственно обработка детали;

Твсп - вспомогательное время, связанное с дополнительными приемами при обработке детали:

Тус - время на установку и снятие детали

Тв п - время, связанное с выполнением перехода (подвод-отвод инструмента, смена режимов резания, смена инструмента;

Тк - время на контрольные измерения;

Тобсл - время на техническое и организационное обслуживание рабочего места (?4 - 5% от (Тм+Твсп))

Тотд - время отдыха и перерывов в работе(?4 - 5% от (Тм+Твсп))

В серийном производстве при обрабоотке деталей партиями по n штук трудоемкость определяется по штучно-калькуляционному времени:

,

где Тпз - подготовительно-заключительное время (на наладку станка, ознакомление с чертежами, получение и сдачу приспособлений и инструментов и т.д.)

Для каждой операции технологического процесса по единым тарифно-квалификационным справочникам (ЕТКС) определяется квалификация (разряд) работника выполняющего данную операцию. В соответствии с ней назначается расценка для сдельной оплаты.

Оформление технологических документов.

Маршрутные карты (МК) технологического процесса содержат следующие данные:

- № и наименование детали;

- Материал (марка и ГОСТ) детали;

- Характеристика заготовки (профиль и ГОСТ для проката, № чертежа поковки или отливки);

- Наименование основных операций (заготовительная, фрезерная, токарная программная и т.д.). Для каждой операции в МК указывают:

- оборудование;

- № цеха, участка, где она выполняется;

- характеристика оснастки (марка и ГОСТ для стандартной или инв. № спец. приспособления)

- разряд работы;

- норма времени (Тшт и Тпз).

Нумерацию операций производят через 5 единиц (05, 10, 15, ...). Для операций состоящих из одного перехода допускается указывать ее содержание в МК.

Операционные карты (ОК) технологического процесса содержат следующую информацию:

- в заголовочной части - характеристика операции как и в МК;

- марка СОЖ (если используется);

- содержание технологических переходов (установить деталь в приспособлении и закрепить, точить пов. 1 на диаметр d, выдержав размер l, фрезеровать уступ, выдержав размеры b и h и т.д.)

- наименование и марка режущего (резцы, сверла, метчики, фрезы и т.п.), вспомогательного (переходные втулки, оправки для инструмента, патроны и т.п.) и измерительного (штангенциркули, микрометры, глубиномеры, изм. скобы, пробки, калибры и т.д.).

- нормы машинного (Тм) времени, вспомогательного (Тв п) связанного с переходом, времени на установку и снятие детали (Тус) и контрольные измерения (Тк)

Карты эскизов и схем содержат графическую информацию, относящуюся к выполняемой операции:

- изображение детали в том положении, как она устанавливается на станке или в приспособлении;

- размеры с допусками и отклонения взаимного расположения поверхностей обрабатываемых на данной операции (обрабатываемые поверхности отрисовываются линиями двойной толщины);

- шероховатость обработанных поверхностей;

- обозначения элементов оснастки, осуществляющих базирование и закрепление заготовки при обработке.

Типовые технологии изготовления деталей машин

Классификация технологических процессов.

В зависимости от условий производства и назначения проектируемого технологического процесса применяются различные виды и формы технологических процессов. Вид ТП определяется количеством изделий, охватываемых технолоогическим процессом. Схема классификации ТП приведена на рис. ___.

Единичный технологический процесс - это технологический процесс изготовления изделий или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства (ГОСТ 3.1109-82).

Унифицированный технологический процесс - это технологический процесс, относящийся к группе изделий (деталей, сборочных единиц), характеризующихся общностью конструктивных и технологических признаков. Унифицированные ТП бывают типовые и групповые.

Типовой технологический процесс - это техпроцесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой технологический процесс - это технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Перспективный технологический процесс - это техпроцесс, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии.

Рабочий технологический процесс - это техпроцесс, выполняемый по рабочей технологической и (или) конструкторской документации.

Проектный технологический процесс - это ТП выполняемый по предварительному проекту технологической документации.

Временный технологический процесс - это технологический процесс, применяемый на предприятии в течение ограниченного периода времени из-за отсутствия надлежащего оборудования или в связи с аварией до замены на более современный.

Стандартный технологический процесс - это технологический процесс, установленный стандартом (ОСТ или СТП).

Комплексный технологический процесс - это ТП, в состав которого включаются не только технологические операции, но и операции перемещения, контроля и очистки обрабатываемых заготовок по ходу технологического процесса. Комплексные ТП проектируются при создании автоматический линий и гибких автоматизированных производственных систем.

Обзор особенностей проектирования типовых и групповых технологических процессов.

При всем многообразии деталей машиностроительного производства среди них можно обнаружить большое количество деталей аналогичной конфигурации, близких по точности, материалам, требованиям, предъявляемым к качеству обработки их основных поверхностей, а также сравнительно мало отличающихся по размерам. С целью достижения наивысшей производительности и экономичности производства выполняется типизация технологических процессов по следующим направлениям:

- обработка отдельных поверхностей;

- обработка отдельных типовых сочетаний поверхностей;

- обработка заготовок.

Разработка типовой технологии в условиях предприятия должна производиться для двух ее вариантов: рабочего и перспективного, учитывающего все возможности современных видов обработки, новейшего оборудования и прогрессивных форм организации производства. В комплект технологической документации для типовых технологических процессов входят классификатор заготовок и типовые процессы обработки. Типовые техпроцессы составляются в двух разновидностях:

- в виде типовых карт, содержащих перечень операций и оборудования с указанием количества установов и краткого порядка выполнения работы;

- в виде карт нормального техпроцесса для заготовок, отличающихся только размерами при тождественной форме. В них содержатся подробные данные о технологическом процессе и отдельных операциях: эскиз заготовки, номера нормалей и ГОСТов, предельные габаритные размеры заготовок, точность обработки и качество поверхности, материал, последовательность и содержание операций и переходов, оборудование, приспособление и инструмент и т.д.

По ГОСТ 14.004-83 под групповой организацией производства понимается форма организации производства, характеризуемая совместным изготовлением или ремонтом групп изделий различной конфигурации на специализированных рабочих местах. При построении технологической классификации заготовок для групповой обработки под классом понимается совокупность деталей, характеризуемая общностью типа оборудования, необходимого для получения или обработки заготовки в целом или отдельных ее поверхностей.

На первом этапе разработки групповой технологии создаются классы заготовок по видам обработки (изготовляемые на токарных, револьверных, фрезерных, сверлильных станках, а также получаемые литьем под давлением, холодной и горячей штамповкой). На следующем этапе производится формирование групп по отдельным технологическим операциям. Основным признаком для объединения деталей в группы является общность обрабатываемых поверхностей или их сочетаний. При формировании группы заготовок учитываются следующие признаки: общность элементов, составляющих конфигурацию заготовки, точность и шероховатость обрабатываемых поверхностей, однородность исходной заготовки и обрабатываемого материала, позволяющая осуществлять обработку одинаковыми способами и общими режущими инструментами, близость размеров исходных заготовок, позволяющая обрабатывать их на обном и том же оборудовании в однотипных приспособлениях (групповых переналаживаемых приспособлениях). Групповая обработка может быть введена для отдельных групповых операций (заготовительных, отделочных и т.п.), а также для построения группового технологического процесса в целом, в т.ч. на базе организации поточных линий.

Типовая технология изготовления корпусных деталей.

Разновидности поверхностей и технические условия их изготовления.

1. Плоские поверхности сопряжения с другими деталями:

- с фундаментом или станиной - точность по 7 ... 8 кв., Ra 1,25 ... 2,5. Точность относительного положения: плоскостность - 0,05; параллельность или перпендикулярность - 0,02 ... 0,05 мм на всей длине поверхности.

- прочие плоские поверхности - точность по 9 ... 11 кв., Rz 40 ... 20.

2. Основные отверстия (под подшипниковые узлы) - точность 6 ... 7 кв.; Ra 0,63 ... 1,25 мкм.

3. Мелкие и резьбовые отверстия (под крепеж) точные - по 7...8 кв., прочие по 9...11 кв.

Типовой технологический процесс включает следующие основные группы операций:

1. Обработка базирующих поверхностей.

2. Обработка плоских поверхностей со всех сторон.

3. Черновое растачивание основных отверстий.

4. Обработка классных и мелких резьбовых отверстий со всех сторон.

5. Окончательная обработка основных отверстий.

Обработка базирующих поверхностей.

Технологическая практика показывает, что лучшая базовая поверхность - плоскость наибольшей протяженности и два точных отверстия, расположенных на максимальном расстоянии. При большом количестве установок (50 - 60 операций) готовят и вторую пару базовых отверстий. Оборудование для этих операций:

- в мелкосерийном и единичном производстве - на универсальных станках (фрезерных и сверлильных) при отсутствии у детали других базовых поверхностей детали передают со станка на станок на приспособлениях спутниках.

- в серийном производстве - на программных многоцелевых станках;

- в массовом и крупносерийном производстве - на агрегатных станках.

Обработка плоских поверхностей со всех сторон.

Выполняется на продольно-фрезерных (для крупногабаритных деталей), фрезерных программных с магазином инструментов, агрегатных и многоцелевых, в массовом производстве для деталей допускающих обработку плоскостей напроход применяются карусельно-фрезерные станки.

Предварительная обработка основных отверстий.

На данном этапе достигается точность по 9...10 квалитету, шероховатость по

Rz 40. Применяются расточные станки, агрегатные или многоцелевые (сверлильно-фрезерно-расточной группы). Для обработки канавок в отверстиях могут использоваться токарные станки (для мелких корпусных деталей) или специальный инструмент.

Обработка мелких и резьбовых отверстий.

В единичном и мелкосерийном производстве выполняется на вертикально- и радиально-сверлильных станках. В крупносерийном производстве используется спец. оснастка типа многоинструментальных головок. Используются также программные сверлильные станки, многоцелевые и агрегатные станки.

Чистовая обработка основных отверстий.

Выполняется на алмазно-расточных или высокоточных координатно-расточных станках. Для обеспечения выполнения технических условий в большинстве случаев требуется проверка на соблюдение точности базирования детали.

Контроль корпусных деталей

К числу контролируемых параметров относятся:

- геометрическая точность поверхностей;

- качество поверхностей;

- точность относительного положения поверхностей (основных отверстий, базовых плоскостей и т.п.).

Для основных отверстий контролируется овальность и конусность. Для проверки применяют индикаторные нутромеры или пневматические приборы.

Измерение геометрической точности плоских поверхностей по параметрам плоскостности или прямолинейности производят с помощью параболических линеек или контрольных плит.

Геометрическую точность мелких и резьбовых отверстий проверяют с помощью калибров.

Контроль качества поверхностей сводится к проверке твердости и микротвердости на специальных приборах, а также шероховатости с применением специальных эталонов.

Проверяется параллельность осей, соосность, перпендикулярность торцов и отверстий, межцентровое расстояние и др. Существует большое разнообразие конструкций измерительной оснастки и инструментов. Важной особенностью при их использовании является необходимость проверки погрешности измерений.

Обработка деталей типа ступенчатых валов

Классификация ступенчатых валов, основные виды поверхностей и технические условия их изготовления

Классификация ступенчатых валов:

Основные поверхности:

1. посадочные шейки (для подшипников скольжения или качения) - 7 квалитет, Ra 0,63 ... 1,25

2. точные торцовые поверхности (Ra 1,25, отклонение от перпендикулярности к посадочным шейкам - 0,05 ... 0,1 на всей длине).

3. цилиндрические поверхности под сопряжения (с муфтами, шестернями, шкивами и т.п.) - 8 - 9 квалитет, шероховатость от Ra 2,5 ... Rz 20.

4. шлицевые, шпоночные, резьбовые - 9 - 10 квалитет, Rz 20, соосность с поверхностями посадочных шеек ? 0,05 мм, между собой - 0,05 ... 0,1 мм.

5. канавки - 10...12 квалитет, Rz 40.

Заготовка:

- пруток (прокат), при разности диаметров ?D = 10 ... 15 мм.

- штамповка (на горизонтально-ковочных машинах или штампах).

Пример: Типовая технология изготовления ступенчатых валов без центровых отверстий, шлицев и зубчатых колес.

Маршрут обработки:

1. Подготовка базовых поверхностей (фрезерно-центровальная операция).

2. Обработка вала с одной стороны (токарная программная операция).

3. Токарная со второй стороны (токарная с ЧПУ, при наличии трех и более переходов, или токарная универсальная если количество переходов меньше трех).

4. Обработка шпоночных канавок (шпоночно-фрезерные, или фрезерные операции).

5. Термообработка.

6. Правка центровых отверстий.

7. Шлифовка посадочных шеек.

8. Слесарная, моечная, контроль.

При изготовлении валов, имеющих шлицевые поверхности после фрезерования шпоночных канавок вводят операции нарезания шлицев. Для этого используются два основных метода: метод копирования и метод обкатки. При обработке по методу копирования достигается высокая производительность, но точность обработки невысока. Поэтому копированием нарезают шлицы в ремонтном производстве или не требующие высокой точности.

Обработка по методу обкатки при достаточно высокой производительности позволяет достичь более высокой точности. Однако в этом случае используется более дорогой инструмент: шлицевые червячные фрезы, а также требуется специальное более дорогое оборудование - зубо- или шлицефрезерные станки.

Контроль ступенчатых валов.

К числу основных контролируемых параметров относятся:

- точность геометрической формы поверхностей;

- точность относительного положения поверхностей;

- качество поверхностей;

Точность геометрической формы проверяется для посадочных шеек, шпоночных, шлицевых, зубчатых и резьбовых поверхностей. Для контроля геометрической точности посадочных шеек по параметрам овальности и конусности используются микрометры, измерительные скобы и средства активного контроля.

Геометрическая точность шпоночных и шлицевых поверхностей контролируется с помощью калибров.

Контроль точности относительного положения производится с помощью спец-приспособлений с индикаторами или другими чувствительными элементами.

Типовая технология изготовления зубчатых колес.

Классификация зубчатых колес, основные виды поверхностей и ТУ на их изготовление.

Различаются несколько конструктивных разновидностей зубчатых колес:

- одновенцовые (широкие D/L>1 и узкие D/L 3).

3.1 Токарная операция (подрезка торца и расточка отверстия, базирование выполняется за наружную поверхность, используется специальное приспособление, которое необходимо сбалансировать.

3.2 Последовательность обработки остальных поверхностей аналогично операциям по обработке рычагов с разновысотными бобышками.

Схемы обработки некоторых поверхностей:

- базирование рычага при высоких требованиях по соосности основных отверстий и наружного контура.

- обработка смазочных каналов (глубоких отверстий).

Основы технологии сборки машин и механизмов.

Сборка прессовых соединений.

Различают два основных вида прессовых соединений:

- поперечно-прессовые (метод тепловых посадок);

- продольно прессовые

Прессовые соединения по методу тепловых посадок получают путем нагрева втулки или охлаждения вала. Необходимая для выполнения операции разница температур определяется по формуле:

, где К? - коэффициент линейного расширения материала втулки;

? - величина натяга в сопряжении по чертежу (определяется из условия обеспечения прочности прессового соединения при рабочих нагрузках на механизм).

i - дополнительная величина зазора ,необходимая для того, чтобы вал прошел в отверстие.

Соединения продольным прессованием получают с использованием гидравлических, винтовых и др. прессов. Усилие прессования определяют по формуле:

,

где f - коэффициент трения пары материалов втулка-вал;

pуд - удельное давление в сопряжении, определяется по формулам теории сопротивления материалов (задача о деформациях и напряжениях толстостенных труб):

Для качественной сборки прессовых соединений обязательным является применение специальной оснастки (оправок, направляющих втулок и т.п.) для устранения возможности возникновения перекосов собираемых деталей.

Резьбовые соединения.

Основные виды резьбовых соединений - болт-гайка и шпилька-гайка. Важные моменты при сборке - обеспечение необходимого усилия затяжки соединения и правильный порядок завинчивания. Усилие затяжки соединения может быть определено по формуле:

, где Рр - удельное давление в соединении;

E- модуль упругости болта и гайки;

F - площадь контакта с деталью болта и гайки.

Необходимое усилие затяжки обеспечивается при сборке применением динамометрических ключей, пневматических гайковертов, настроенных на определенный момент затяжки, контроля удлинения болта по индикатору.

Порядок завинчивания для многоболтовых или многошпилечных соединений - от середины к краям по спирали (см рис.).

При сборке соединений шпилька-гайка шпильки в корпус устанавливаются с натягом, величина которого должна обеспечивать возможность свинчивания самой тугой гайки. Натяг в резьбе обеспечивается либо выбором поля допуска на резьбу, либо наличием сбега резьбы на 2...3 последних нитках. При использовании посадки по резьбе с натягом применяют селективную сборку (усилие затяжки определяется от руки при завинчивании в корпус на 2 оборота). Контроль высоты и перпендикулярности установки шпильки в корпусе выполняют по специальному шаблону. Порядок завинчивания и необходимого усилия при затяжке - аналогично болтовым соединениям.

Сборка узлов с подшипниками скольжения.

Технологические процессы сборки имеют особенности для различных групп подшипников скольжения. Основные группы ТП:

- сборка неразъемных подшипников;

- сборка толстостенных подшипников скольжения;

- сборка тонкостенных подшипников скольжения.

Операции сборки неразъемных подшипников:

1. Постановка втулки в корпус (запрессовка).

2. Фиксация втулки от проворота (штифтом).

3. Отделочная обработка запрессованной втулки на отделочно-расточном станке в сборе с корпусом (применяется для высокоточных узлов).

Операции сборки толстостенных подшипников ().

1. Подбор и подгонка вкладышей по гнезду. Пятно контакта ? 75 - 80%.

2. Подгонка на слесарной операции до нужного пятна контакта.

3. Установка нижнего вкладыша в корпус с фиксацией от проворота.

4. Операции 1 - 2 повторяются для верхней крышки.

5. Между корпусом и крышкой устанавливается прокладка (номинальное значение толщины определятся расчетом).

6. Устанавливается верхняя крышка с вкладышем.

7. Устанавливаются и завинчиваются динамометрическим ключом крепежные болты.

8. Контроль соединения:

- прямое измерение зазора щупом;

- проверка момента сопротивления вала вращению в опорах.

9. Если контроль не пройден - подгоняют толщину прокладок.

Для тонкостенных подшипников используется селективная сборка с подбором соответствующих групп вала и вкладыша. Запрессовка вкладышей в корпус выполняется на специальных стендах. Для затяжки крепежных болтов используются динамометрические ключи.

Сборка подшипников качения.

1) Установка внутреннего кольца на вал прессованием.(Обязательно выполняется проверка на свободное вращение и отсутствие заклинивания.)

2) Установка вала в корпус.

3) Установка прокладок (предварительно рассчитанных по толщине).

4) Установка крышек и закрепление их болтами.

5) Регулировка узла по крутящему моменту на выходном валу. В случае указания в технических условиях выполняется регулировка радиального зазора в подшипнике (осевым перемещением колец относительно друг друга).

Сборка и регулировка механических передач.

Порядок сборки ременной передачи:

1) Сборка шкива, если шкив составной. (Радиальное биение ручьев шкива относительно центрового отверстия - 0,1 - 0,3 мм)

2) Установка (запрессовка) шкива на вал. (Контроль запрессовки выполняется по крутящему моменту)

3) Статическая балансировка шкива. Допустимый дисбаланс для шкивов весом от 5 до 20 кг и диаметром от 100 до 500 мм находится в пределах 7 - 40 г. балансировку производят высверливанием металла шкива.

4) Регулирование передачи. Регулируется прежде всего усилие натяжения ремней (определяется по величине прогиба ремня под действием заданной нагрузки). Регулировку выполняют перемещением шкивов или подпружиниванием ремней роликами.

Порядок сборки цилиндрической зубчатой передачи.

1) Сборка зубчатого колеса (если оно составное).

2) Установка зубчатого колеса на вал (прессование) и проверка радиального и осевого биения.

3) Для высокоскоростных передач (n > 1000 об/мин) выполняется статическая (при необходимости и динамическая) балансировка колеса с валом. Уравновешивание производят высверливанием металла на зубчатом колесе.

4) Установка подшипников с учетом всех правил сборки подшипниковых узлов.

5) Установка валов в корпус.

6) Регулирование передачи. Проверяются пятно контакта и зазор в зацеплении. В случае переменного зазора за один оборот колеса выполняют частичную разборку, поворачивают колесо относительно вала и, если зазор становится постоянным, колесо и вал помечают. Переменный зазор может быть вызван эксцентриситетом внутреннего и наружного колец подшипников, в этом случае проворачивают кольцо подшипника в корпусе для достижения нужного результата.

Особенности регулировки конических зубчатых передач:

При регулировке необходимо обеспечить совпадение вершин и образующих конусов шестерни и колеса. Для этого в конструкции передачи необходимо предусматривать возможность осевого перемещения одного или обоих зубчатых колес. Сборку выполняют в следующей последовательности:

1) Одно из колес устанавливают на монтажное расстояние с регулировкой зазора прокладками до нормального значения.

2) Второе колесо предварительно устанавливают с регулировкой зазора в подшипниках.

3) Для получения нужного пятна контакта и зазора в зацеплении прокладки перекладывают из-под левой крышки под правую или наоборот.

Особенности сборки червячной передачи:

При регулировке нормальные значения зазора в зацеплении достигаются радиальным перемещением червяка, для чего в конструкции корпуса редуктора либо устанавливается жесткий допуск на межосевое расстояние, либо предусматривается плоскость разъема, в которой устанавливаются прокладки для регулировки межосевого расстояния. Положение пятна контакта в зацеплении регулируют осевыми перемещениями червяка и колеса по методике аналогичной регулировке конических

Показать полностью… https://vk.com/doc147737654_438338562
Рекомендуемые документы в приложении