Основні теоретичні положення та методичні вказівки

Маршрут групового технологічного процесу (ГТП) – це загальний план, в якому на основі компоновки переходів раніше розроблених МОП комплексної деталі, встановлено склад і послідовність операцій ГТП, вказані тип і модель верстата, розроблені схеми установок чи визначені поверхні базування та кріплення установок на кожній операції. Маршрут ГТП як етапний документ технологічного проектування представляють у вигляді таблиці.

На склад і структуру маршруту ГТП впливає множина різноманітних факторів. Тому проектування маршруту представляє багатофакторну техніку – економічну задачу з великою кількістю варіантів рішень. Однак, існують загальні принципи і методичні рекомендації, якими слід керуватися при проектування ГТП.

1 Принцип стадійності (етапності) передбачає певну послідовність операцій ГТП. За цим принципом процес механічної обробки розподіляють на три стадії: 1) чорнову, 2) чистову, 3) оздоблювальну. Якщо заготовка в ході технологічного процесу підлягає термообробці, то механічну обробку розділяють на стадії: до термообробки і після термообробки.

У найбільш загальному вигляді етапи виготовлення деталей мають наступну послідовність:

- Заготівельний.

- Термообробка – нормалізація або відпускання, чи відпал заготовки.

- Грубий чорновий – обдирання.

- Напівчистий – проміжний.

- Чистовий - остаточна обробка поверхонь, які не вимагають високої точності.

- Термообробка – цементація, загартування, відпускання чи азотування поверхонь.

- Поновлення чистових баз.

- Остаточна обробка основних поверхонь – шліфування, хонінгування, притирання тощо.

- Остаточний контроль деталей.

2 Принцип першочерговості обробки технологічних баз. У першу чергу обробляють поверхні, які будуть технологічними базами при наступній обробці заготовки. Базові поверхні обробляють з високою точністю розмірів і взаємного розміщення. Інші поверхні обробляють у послідовності, що є зворотньою до ступеня їх точності – чим точніша обробка поверхні, тим пізніше слід її обробляти.

3 Принцип концентрації і диференціації операцій. Операції механічної обробки формують (компонують переходами) по одному з двох принципів: принцип концентрації та принцип диференціації. За принципом концентрації переходів формують операції, виконання яких пропонується на багаторізцевих, багатошпиндельних, револьверних, агрегатних і т.п. верстатах. Принцип диференціації передбачає, що в операцію включається один перехід, тобто обробка буде виконуватися одним інструментом однієї поверхні в одній чи декількох заготовках.

4 Принцип економічності. Вибір баз і розробка схеми установок, компоновка операцій і вибір технологічного устаткування мають багатоваріантність рішень і тому є одним із важких і відповідальних моментів при проектуванні маршруту виготовлення деталі. Цей принцип передбачає необхідність економічного обґрунтування як окремих варіантів пропонуємих операцій, так і варіантів маршруту виготовлення деталі в цілому.

5 Принцип варіантності в технологічному проектуванні передбачає необхідність розгляду декількох варіантів складу і структури як окремих складових технологічного процесу, так і всього маршруту виготовлення деталі. Варіантне розв’язання технологічних забач дає змогу із різноманітних можливостей виготовлення деталі вибрати або прийняти найбільш доцільний варіант операції чи технологічного процесу.

6 Принцип типізації передбачає доцільність використання при проектування маршрути виготовлення деталі типових і вже випробуваних технологічних процесів на певну групу деталей.

7 Повинні виконуватись принципи єдності і сталості баз.

8 Операції, де існує ймовірність браку через дефекти матеріалу, виконуються на початку технологічного процесу.

Вибір технологічних баз. В якості технологічних баз вибирають ті поверхні деталі, які є конструкторськими базами або відносно яких на робочому кресленні задані розташування (відносні повороти, співвісність, биття, симетричність тощо) і виконавчі розміри, що утримують при даній установці заготовки.

Вибір технологічних баз здійснюють за двома етапами: спочатку обирають первинні (чорнові) бази для першої операції, а потім обирають чистові бази для виконання наступних операцій.

Первинними (чорновими) базами користуються тільки один раз в наслідок їх низької точності. Повторне їх використання значно порушує вже досягнуту точність взаємного розміщення. Чорнова установча база повинна мати максимальні габаритні розміри для забезпечення високої надійності закріплення заготовки і повинна:

а) мати достатньо точну форму, яка забезпечує визначеність базування;

б) бути однією з необроблюваних поверхонь, якщо на деталі обрамляються не всі поверхні;

в) бути поверхнею, яка має найменший припуск на обробку, якщо деталь обрамляється повністю.

Головним принципом вибору комплекту чистових баз є принцип поєднання (єдності) баз. Виходячи з принципу єдності баз необхідно:

1 За чистову базу вибирати поверхню, відносно якої координовано найбільше число інших поверхонь як по точності розміщення, так і по точності відносних поворотів.

2 Виходячи з пункту 1 за чистові технологічні бази вибирають конструкторські бази, які одночасно є і вимірювальними і настрою- вальними.

3 Несуміщеність баз завжди обумовлює збільшення допусків на розміри, які зв’язують несуміщенні поверхні. Розрахунки цих допусків виконують за допомогою побудови та розрахунку технологічних розмірних ланцюгів.

Другим принципом вибору комплекту чистових баз є принцип постійності баз на операціях технологічного процесу. Цей принцип добре реалізується для валів (центрові отвори), для корпусних деталей (площина та два установчих отвори), для зубчастих коліс (посадочні отвори та торець на операціях: зубонарізання, зубошліфування та хонінгування зубців).

При порушенні цього принципу слід постійно враховувати, що поверхня вже обрамлена має точність більшу ніж, будь – яка із ще необроблених, і тому повинна бути базою на наступній операції.

Поверхні, які вибрані за комплект чистових баз, необхідно обробляти з одного установу, що забезпечує більш високу точність їх взаємного розміщення.

Після термообробки точність баз втрачається, тому необхідно комплект технологічних баз поновити перед операцією наступної більш точної обробки.

Чистові бази повинні також забезпечити: а) зручність установки заготовки; б) простоту робочого пристрою; в) мінімальні деформації при силовому замиканні; г) мінімальні похибки установки заготовки.

Перед призначенням технологічних баз для конкретної операції необхідно чітко сформулювати задачі, котрі необхідно вирішити при виконанні даної операції, тобто чітко визначити, які розміри та технічні умови необхідно отримати і забезпечити в результаті виконання операції.

Технологічні комплекси. Технологічний комплекс – це одна чи сукупність поверхонь, які оброблюють з однієї установки заготовки.

Розробивши етапну (загальну, наближену) схему технологічного маршруту ГТП і визначивши технологічні бази, розпочинають формування технологічних комплексів і групових операцій. Технологічні комплекси формують із окремих поверхонь деталі, які зручно і доцільно обробляти з однієї установки заготовки. В технологічні комплекси звичайно включають поверхні, пов’язані жорсткими допусками на взаємне розміщення (відносні повороти, співвісність, координатні розміри). Формування технологічних комплексів починають із формування першого (базового) комплексу, в який необхідно включити ті поверхні, які складають постійний комплект технологічних баз, або поверхні, які увійдуть в різні комплекти баз для наступних операцій.

Поверхні, що підлягають обробці, позначають на ескізі і в таблиці технологічного маршруту виготовлення деталі арабськими цифрами, а технологічні комплекси позначають римськими цифрами.

Вибір технологічного устаткування (верстата). Схему обробки заготовки розробляють одночасно з вибором устаткування, тому що, приймаючи до виконання схеми обробки, необхідно чітко знати можливості її реалізації на верстаті. Тип верстата визначають ще на етапі проектування МОП, призначаючи метод механічної обробки.

Вибір моделі верстата для конкретної групової операції залежить від конструктивних особливостей верстата, досягаємої точності обробки, установленої потужності. Якщо цим вимогам відповідають декілька різних верстатів, то необхідну модель вибирають із таких міркувань:

- відповідність робочої зони верстата розмірам установлюємої заготовки;

- відповідність верстата за продуктивністю заданому масштабу виробництва;

- можливість роботи на оптимальних режимах різання;

- відповідність верстата за потужністю;

- мінімальна собівартість обробки;

- реальна можливість придбання верстата;

- необхідність використання наявних верстатів.

В умовах масового виробництва необхідно прагнути до того, щоб на одній операції було зайнято не більше одного – двох верстатів. Якщо ці умови не виконуються, слід вибирати більш продуктивний верстат – багатошпиндельний, багатопозиційний, агрегатний.

Технологічні характеристики металорізальних верстатів наведені в [3, стор. 5 - 65], [9, стор. 154 - 196].

Задачі проектування маршруту ГТП виготовлення деталі і послідовність їх розв’язання:

1 Скласти етапний (загальний, наближений) маршрут виготовлення деталей групи.

2 Призначити технологічні бази.

3 Сформувати технологічні комплекси, тобто встановити сукупність поверхонь, які будуть обробляти з однієї установки заготовки.

4 Підготувати форму таблиці маршруту ГТП.

5 Розробити варіанти схем установок, сформувати (скомпонувати) операції групової обробки і підібрати технологічне устаткування (верстат).

6 Встановити перелік спеціальних і допоміжних операцій і визначити їх місце в груповому маршруті.

7 Проаналізувати можливі варіанти як окремих операцій ГТП, так і маршруту ГТП в цілому. Після оцінки прийнятих рішень внести необхідні корективи і уточнення.

Приклад №4. Розробити маршрут групового технологічного процесу виготовлення деталей групи „втулки”, рис.1.1 і рис.2.1 Матеріал – різні марки сталей, дивись креслення деталей. Заготовки – прокат круглий. Виробництво – серійне (N 10000).

РОЗВ`ЯЗАННЯ

1 Складаємо етапний маршрут виготовлення деталей групи і комплексної деталі:

1-й етап – отримання заготовки. Без детального техніко – економічного обґрунтування пропонуємо:

- при - серійне виробництво – круглий прокат звичайної точності. Аргументи на користь виробу прокату наведені в прикладі №3. При невеликих () річних програмах випуску прокат економічно буде найбільш доцільним;

- при - багатосерійне і масове виробництво – штамповка на пресах.

2-й етап – механічна обробка.

3-й етап – термообробка.

4-й етап – механічна обробка.

Миття. Контроль.

2 Призначаємо технологічні бази:

· Для першої операції механічної обробки за технологічні бази приймаємо зовнішню циліндричну поверхню заготовки (прутка), за якою вона встановлюється в цанговий чи 3 – х кулачковий – патрон токарно – револьверного верстата; і правий торець, яким пруток виставляється до упору (осьова база), а потім закріплюється.

· На другій операції найбільш зручними технологічними базами є зовнішня циліндрична поверхня 21 і торець 12. Ці поверхні будуть технологічними базами і при остаточній чистовій обробці внутрішніх поверхонь.

· Чистову токарну обробку поверхні 3, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 16, 21, 22, а також нарізання різьб доцільно виконувати при установці заготовки в цанговий чи 3–х кулачковий патрон по циліндричній поверхні 10 і торцю 20.

· Остаточну обробку зовнішніх поверхонь слід виконувати при установці заготовки на центрові циліндричні чи конічні оправки, які забезпечують мінімальні похибки при обробці точних зовнішніх поверхонь.

Якщо заготовка має розточку біля торців і різь на поверхні найменшого отвору, то установку таких заготовок доцільно здійснювати на внутрішні центрові факси в розточках, дивись схему установа У 41 в таблиці 4.1.

3 Розробляємо варіанти схем установок по кожній операції, враховуючи при цьому технологічне обладнання – верста, на якому будуть виконуватись ці операції. Прийняті схеми установок і їх номера наведені в таблиці 4.1. Номер установа позначають літерою У і двома цифрами: перша цифра вказує номер установа, а друга – варіант базування.

4 Формуємо (компонуємо) операції ГТП, визначаємо тип і модель верстата, а також технологічні комплекси – сукупність поверхонь, які будуть обробляти з однієї установки заготовки:

Операції 005 – токарно-револьверна. На цій операції виконуємо обробку поверхонь 21, 12, які будуть технологічними базами на наступній операції. В цій операції доцільно також виконати свердління отвору 7, підрізку торця 3, попередню обточку поверхні 10. Для виконання цієї обробки заготовки із прутка пропонуємо токарно – револьверний верстат моделі 1К341 [9, стор. 159]. Установи – У11 визначаємо поверхні І технологічного комплексу – 7, 3, 11, 22, 21, 12, 10.

Операція 010 - токарна з ЧПК. На цій операції виконуємо переходи чорнової і чистової обробки отвору 6, підрізки торців 9, 1, 20, обточки поверхонь 2 і 10, нарізати різь 17. Таку обробку доцільно виконувати на токарному патронному верстаті з ЧПК моделі АТПр2М12СН. Установ – У21. ІІ технологічний комплекс - 1, 2, 4, 6, 9, 10, 17, 19, 20.

Операція 015 – токарна з ЧПК. На цій операції виконуємо переходи чистової оброки поверхонь 12, 21, 22, 16, обробляємо конічну поверхню 8, нарізують різі 15, 13. Таку обробку доцільно використовувати на верстаті АТПр 2М12СН. Установ – У31. Поверхні ІІІ технологічного комплексу - 12, 21, 22, 16, 11, 15, 8, 7, 13.

Операція 045 – внутрішньо-шліфувальна. Виконати шліфування отвору 6 і торця 9, а також відновити центрові внутрішні факси з обох торців втулки. Верстат внутрішньо-шліфувальний, моделі 3К227В [9, стор.176]. Установ – У21. Поверхні VI технологічного комплексу – 6 і 9.

Операція 050 – круглошліфувальна. Виконати шліфування поверхонь 21 і 12. Верстат – круглошліфувальний моделі 3К12. Установ – У41. Поверхні V технологічного комплексу - 12 і 21.

Маршрут ГТП деталей групи „втулки” наведено в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 – Маршрут групового технологічного процесу деталей групи “втулки”

№ опер.	Найменування та короткий зміст операції	Тип та мод. верстата	Номер установ	Схема установки і її номер
У11 005	Токарно-револьверна Свердлити отвір 7 Підрізати торець 3 Обточити пов-ню 10 Обточити пов-ні 21,11 Відрізати заготовку	Токарно- револьверний, 1К341	У11
У21 010	Токарна з ЧПК Обточити пов-ню 10 Підрізати торці 1 і 20 Обточити пов-ню 2 Розточити отвір 6 Підрізати торець 9 і проточити канавку 19 Нарізати різь 17	Токарний патронний з ЧПК, АТПр2М12СН	У21
У31 015	Токарна з ЧПК Розточити кон. отвір 8 Розточити отвір 7 Нарізати різь 13 Підрізати торці 22 і 12 Обточити пов-ні 11,21 нарізати канавку 16 Нарізати різь 15	Токарний патронний з ЧПК, АТПр2М12СН	У31
020	Токарна Нанести накатку 23	Токарний, 1К62	У41	У41
	Мийна. Контрольна. Термообробка
	Шліфувальна Шліфувати отвір 6 і торець 9	Внутрішньо- шліфувальний 3К227В	У21
	Шліфувальна Шліфувати поверхні 21 і 1	Круглошліфу-вальний, 3К12	У41
	Мийна
	Контроль

Дата добавления: 2015-10-21