Технологический процесс и его структура

Й1. Введение

Технологией называется совокупность знаний о методах и средствах производства изделий.

Технология машиностроения изучает методы и средства механической обработки и сборки изделий.

Согласно учебному плану специальности 151001 - Технология машиностроения предмет «Технология машиностроения» состоит из трех отдельных курсов.

1. Основы технологии машиностроения. Этот курс является базовым для остальных технологических дисциплин. В нем представлены теоретические сведения: термины, определения и основные понятия, необходимые для проектирования технологических процессов механической обработки деталей машин и оформления технологической документации.

2. Технология машиностроения, часть 1. Технология производства машин. В этом курсе изучается технология производства типовых деталей машин: валов, корпусных деталей, зубчатых колес и. т. д., а также технология сборки изделий

3. Технология машиностроения, часть 2. Технология автоматизированного производства. В этом курсе изучаются особенности технологии производства изделий на станках с числовым программным управлением, станках автоматах и полуавтоматах.

Кроме того, учебный план содержит дисциплины тесно связанные с технологией машиностроения. Среди них: физико-химические методы обработки материалов, материаловедение, технология конструкционных материалов, производство и механическая обработка заготовок, проектирование машиностроительного производства, технологическая оснастка, резание металлов, режущий инструмент, металлорежущие станки и ряд других.

В результате изучения этих курсов студент должен получить знания и навыки достаточные для разработки технологии производства изделий необходимого качества, в заданном количестве, в планируемые сроки, при наименьших затратах.

Выпускникам кафедры технологии машиностроения УГТУ-УПИ присваивается квалификация «инженер» по специальности 151001 - «Технология машиностроения». Срок обучения составляет пять лет. Учебный план ориентирован на специализацию «Технология машиностроения. Компьютерное проектирование». Дисциплинами специализации являются: математическое моделирование процессов в машиностроении, размерный анализ и обоснование технологических решений, машинная графика в автоматизированном проектировании, промышленные САПР и др.

Виды изделий

Изделие -это предмет или набор предметов, полученных в результате целенаправленных трудовых действий.

Согласно ГОСТ 2.101- 68 установлены следующие виды изделий.

Детали- изделия, изготовленные из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций: свинчивания, сварки, клепки и. т. д. Например: вал, зубчатое колесо, корпус редуктора и. т. д.

Сборочные единицы- изделия, составные части которых подлежат соединению между собой на предприятии – изготовителе путем применения сборочных операций. Например: редуктор, станок, автомобиль и. т. д.

Комплексы- два и более специфицированных изделия, не соединенных на предприятии- изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Например, ленточный транспортер, который состоит из электродвигателя, редуктора, ведущего и ведомого барабанов и транспортерной ленты. Объединение этих изделий при сборке создает единую функциональную систему для выполнения транспортных операций.

Комплекты- два и более изделия не соединенных на предприятии – изготовителе сборочными операциями и представляющие собой набор изделий, которые имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера. Примерами являются наборы запасных инструментов и приспособлений (ЗИП), наборы слесарного инструмента и. т. д.

Наиболее сложным изделием является машина.

Машинойназывается устройство, выполняющее механические движения по преобразованию материалов, энергии и информации для облегчения физического и умственного труда человека.

Порядок создания нового изделия

Новоё изделие имеет усовершенствованные технические и потребительские свойства. Процесссоздания нового изделия включает: выдачу технического задания, проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИР и ОКР), проектирование изделия и производственную деятельность.

Техническое задание разрабатывает заказчик нового изделия. В нем приводятся сведения о назначении изделия, условиях его эксплуатации, технические и другие параметры необходимые для проектирования.

НИРпроводится в том случае, если существующий уровень науки и техники не позволяет решить задачи, поставленные в техническом задании. НИР включает постановку задач исследования, проведение теоретических и экспериментальных исследований, обработку полученных результатов, выдачу рекомендаций и составление отчета. В результате проведения НИР получают новые научные результаты, которые используют при создании нового изделия с более высокими технико-экономическими показателями.

ОКРпроводится для отработки конструкции изделия. ОКР включает проектирование, изготовление и испытания в лабораторных или производственных условиях опытных образцов изделий. В результате проверяются технические решения, на основе которых разрабатывается это изделие. Необходимость проведения НИР и ОКР определяется в техническом задании.

Проектирование изделия по ГОСТ 2.103 - 68 включает последовательную разработку технического предложения, эскизного проекта, технического проекта и рабочей конструкторской документация.

В техническом предложении(ГОСТ 2.118 - 73)рассматриваются вариант или варианты реализации требований технического задания.

Эскизный проект(ГОСТ 2.119 - 73)содержит решения, которые дают общее представление о конструкции и принципе работы изделия, с указанием его основных параметров, например габаритов.

Технический проект (ГОСТ 2.120 - 73) включает чертежи общих видов с детальной проработкой конструкции изделия, достаточной для создания комплекта рабочей документации

Рабочая конструкторская документацияразрабатывается на основе ЕСКД. Она включает комплект чертежей на сборочные единицы, детали и другие документы необходимые для изготовления, сборки, упаковки, хранения и транспортировки изделия.

Производственный процесс

Производственная деятельностьна предприятии называется производственным процессом.

Производственный процесспо ГОСТ 14.004 - 83 - это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта продукции.

Производственный процесс в машиностроении включает: организацию и управление производством, получение и хранение исходных материалов и полуфабрикатов, технологическую подготовку производства, изготовление и сборку изделий, контроль качества продукции, маркировку, упаковку и хранение готовых изделий, транспортировку продукции на всех этапах ее изготовления, снабжение и обслуживание рабочих мест, участков и цехов, обеспечение кадрами, т.е. рабочими, служащими, инженерно-техническими работниками (ИТР) и многое другоё.

Производственный процесс осуществляется на машиностроительном предприятии или заводе. На машиностроительных заводах используются самые разнообразные методы получения и обработки изделий: литьё, ковка, штамповка, сварка, обработка резанием, термообработка, сборка и.т.д. Однако, методы механической обработки заготовок резанием со снятием стружки и сборка изделий являются основными. Примерно до 60% от общего времени затрачивается на обработку этими методами. Поэтому производство на машиностроительных заводах называется еще механосборочным.

Основным производственным подразделением завода является цех. В состав машиностроительного завода входят самые разнообразные цеха, которые делятся на следующие группы:

1. Заготовительные цеха: литейные, кузнечные, сварочные. В литейных цехах производится получение отливок из черных и цветных металлов. В кузнечных цехах производится ковка и штамповка заготовок.

2. Основные или обрабатывающие цеха: механические, сборочные, термические и др.

3. Вспомогательные цеха: инструментальные, ремонтные, модельные и др.

Структура машиностроительного предприятия подробно изучается в курсе проектирование машиностроительного производства.

Заводские цеха поделены на производственные участки. Участок образован из рабочих мест.

Рабочее местопо ГОСТ 14.004 - 83 является элементарной структурной единицей предприятия, где размещены исполнители работы, обслуживаемое технологическое оборудование, часть конвейера, на ограниченное время оснастка и предметы труда. Иными словами, рабочее место - это часть производственной площади, оборудованной в соответствии с выполняемой на ней работой.

Технологический процесс и его структура

Технологическим процессом называется часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению или определению состояния предмета труда.

В результате этих действий последовательно изменяются и контролируются размеры, форма, шероховатость и состояние поверхности, внешний вид и внутренние свойства изделий. В зависимости от вида действий различают технологические процессы механической обработки, сборки, литья, обработки давлением, термической обработки, нанесения покрытий и. т. д. Технологический процесс состоит из технологических операций.

Технологической операцией согласно ГОСТ 3.1109 - 82 называется законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Операция выполняется одним или несколькими исполнителями над одним изделием без перехода к обработке другого изделия. Операция может включать неоднократную установку и снятие заготовки, смену инструмента, вида обработки, приспособлений, контрольно-измерительных устройств и. т. д. При выполнении технологической операции заготовка может быть обработана полностью или только частично даже при одном виде обработки. Содержанием операции определяется трудоемкость ее выполнения и размер заработной платы рабочих.

В документации на технологический процесс наименование операции механической обработки записывается именем прилагательным в именительном падеже от вида оборудования, на котором выполняется данная операция. Например: токарная, фрезерная, сверлильная и. т. д. Нумеруются операции числами ряда арифметической прогрессии кратными 5. Например: 5, 10, 15 и. т. д. (ГОСТ 3.1129-93, п.5.3) . Это необходимо для резервирования позиций в случае внесения изменений в технологический процесс.

Последовательность технологических операций обработки или сборки изделий, записанных в порядке их выполнения, называетсятехнологическим маршрутом. Согласно ГОСТ 3.1109-82 технологическая операция состоит из следующих элементов:

Установ - это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. Если операция выполняется полностью при неизменном закреплении заготовки, то говорят, что она выполняется за один установ.

Технологический переход -это законченная часть технологической операции, которая выполняется одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и положении заготовки.При механической обработке в пределах одного технологического перехода остаются неизменными: инструмент, приспособление, положение заготовки, и технологические режимы обработки, т.е. подача, скорость резания или частота вращения шпинделя. Наименование технологического перехода записывается глаголом в неопределенной форме, который соответствует методу механической обработки. Например: точить, сверлить, фрезеровать и. т. д.

Вспомогательный переход - это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. Примерами вспомогательного перехода являются установка и снятие заготовки на станке, смена инструмента, взятие пробных стружек при настройке станка на размер и.т.д. Наименование вспомогательного перехода записывается глаголом в неопределенной форме, который соответствует выполняемому действию. Например, установить, снять, закрепить и т. д. В технологической документации технологические и вспомогательные переходы нумеруются цифрами 1, 2, 3,…

Структурными элементами технологического перехода являются рабочий ход и вспомогательный ход.

Рабочий ход- это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, которая сопровождается изменениями формы, размеров, качества поверхности или свойств заготовки.

Вспомогательный ход - это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода. Примером вспомогательного хода является подвод инструмента к заготовке, перемещение его в исходное положение после выполнения рабочего хода и.т.д.

Структурным элементом перехода является прием.

Прием –этозаконченная совокупность действий человека, необходимых для выполнения перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, вспомогательный переход «установить и снять заготовку» включает следующие приемы: взять заготовку, установить ее в приспособление, закрепить, открепить заготовку после обработки, снять заготовку со станка. Вспомогательный переход по замене инструмента включает такие приемы: взять инструмент, установить его в шпиндель станка, извлечь его из шпинделя.

При обработке заготовок на станках, где инструмент или заготовка закрепляются в поворотных устройствах, структурным элементом технологической операции является позиция.

Позиция - это фиксированное положение, занимаемое закрепленной заготовкой или собираемой сборочной единицей относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции. Иными словами позиция – это фиксированное положение заготовки и инструмента относительно друг друга на станках с поворотными устройствами, например, на токарно-револьверных станках. Изменение позиции производится поворотом, заготовки или инструмента относительно друг друга. В технологической документации позиции обозначаются римскими цифрами I, II, III и.т.д.

В технологической документации правила записи содержания операций и переходов при обработке резанием определены ГОСТ 3.1702 -79, согласно которому запись содержания операции выполняется в форме маршрутного или операционного описания. При операционном описании в записи операции отдельно выделяется содержание вспомогательных переходов. Запись вспомогательных переходов допускается не выполнять при наличии графических иллюстраций.

Согласно ГОСТ 3.1702-79 в содержание операции при маршрутном описании должно быть включено:

1. Ключевое слово, характеризующее метод обработки, выраженное глаголом в неопределенной форме, например: точить, сверлить, фрезеровать и. т. д. (приложение 3)

2. Дополнительная информация в виде указания количества последовательно или одновременно обрабатываемых поверхностей, например 4 отверстия (приложение 4, часть 1)

3. Дополнительная информация, характеризующая обрабатываемую поверхность, например, для отверстия: глухое, сквозное или для канавки - кольцевая (приложение 4, часть 2).

4. Наименование обрабатываемой поверхности, конструктивных элементов или предметов производства, например: поверхность, буртик, галтель, заготовка (приложение 5).

5. Информация по размерам или их условным обозначениям, например: размеры d₁ =…, d₂ =…, l₁ =…, l₂ =…или размеры 1, 2, 3, 4, пронумерованные на чертеже (приложение 6).

6. Дополнительная информация по характеру обработки, например: предварительно, окончательно, одновременно, последовательно, по копиру, согласно чертежу и. т. д. (приложение 4, часть 4).

Запись в указанном порядке называется полной и применяется при отсутствии графических иллюстраций к операции. При наличии графических иллюстраций применяют сокращенную запись. В этом случае в содержание операции включают п.п. 1; 4; 5.

При операционном описании запись содержания перехода включает:

1. Ключевое слово, выраженное глаголом в неопределенной форме, который соответствует методу механической обработки, например: точить, сверлить, фрезеровать. Для вспомогательного перехода ключевое слово записывается глаголом в неопределенной форме, который соответствует выполняемому действию, например, установить, снять, закрепить (приложение 3).

2. Наименование предметов производства, обрабатываемых поверхностей, конструктивных элементов, например, буртик, галтель, резьба (приложение 5).

3. Условное обозначение размеров и конструктивных элементов (приложение 6).

Запись содержания перехода следует выполнять в соответствии с приложением 7.

Рассмотрим структуру операции и ее запись на следующем примерах.

Пример 1. Пусть требуется получить отверстие в сплошной заготовке (без отверстия) по чертежу на рис. 5.1,а в размер d = 20Н8. Отверстия такого размера и точности можно получить последовательной обработкой: сверлением, зенкерованием и развертыванием на вертикально-сверлильном станке.

При обработке используется следующая технология: заготовку устанавливают в самоцентрирующем трехкулачковом патроне, которым обеспечивается зажим заготовки и совмещение ее оси с осью шпинделя. В шпиндель устанавливают сверло диаметром 18 мм, которым сверлят отверстие в сплошном материале. Затем меняют сверло на зенкер и зенкеруют отверстие в размер 19,8 мм. Затем меняют зенкер на развертку, переключают частоту вращения шпинделя и развертывают отверстие в размер d = 20Н8. Далее заготовку открепляют и снимают со станка. Эскиз операции приведен на рис. 5.1,б.

При маршрутном описании полная запись содержания операции будет выглядеть так:

005. Сверлильная.

Сверлить, зенкеровать и развернуть сквозное отверстие, выдерживая размеры d =18; d= 19,8; d = 20Н8, последовательно,согласно чертежу.

При сокращенной записи будем иметь

005. Сверлильная.

Сверлить, зенкеровать и развернуть отверстие d = 20Н8.

При операционном описании полная запись содержания операции будет выглядеть следующим образом:

005 Сверлильная.

1. Установить и снять.

2. Сверлить отверстие, выдерживая размер d =18.

3. Зенкеровать отверстие, выдерживая размер d =19,8.

4. Развернуть отверстие, выдерживая размер d =20Н8

Рассмотренная операция содержит три технологических перехода и ряд вспомогательных. При операционном описании вспомогательные переходы по установке и снятию заготовки принято объединять в один: «Установить и снять». Вспомогательные переходы по замене инструмента объединены с технологическими переходами и отдельно не прописаны. Приемы, входящие в состав этих переходов, перечислены выше. Все переходы выполняются последовательно. Каждый технологический переход состоит из рабочего хода, связанного с обработкой отверстия, например сверления, и вспомогательных ходов, связанных с подводом инструмента к заготовке и перемещением его в исходное положение. Кроме того, в технологические переходы включены приемы по включению (выключению) частоты вращения шпинделя и подачи инструмента.

Можно построить операцию с другой структурой, в которой все переходы будут выполняться параллельно. Для этого вертикально-сверлильный станок оснащается револьверным устройством в виде поворотного стола с четырьмя трехкулачковыми самоцентрирующими патронами и трехшпиндельной сверлильной головкой: первый шпиндель для сверла, второй для зенкера и третий для развертки. Общий вид многошпиндельной сверлильной головки показан на (рис. 5.2). Шпиндели имеют разную частоту вращения, но одинаковую вертикальную подачу. Обработка заготовок выполняется за один рабочий ход. шпинделя. Схема этой операции приведена на рис. 5.1,в. Согласно схеме, на данной операции обрабатываются одновременно три детали. Обработка производится следующим образом. В первой позиции производится установка заготовки и снятие уже готовой детали. Вторая, третья и четвертая позиции используются для сверления, зенкерования и развертывания. Перемещение детали из позиции в позицию производится с помощью поворотного стола. Позиции обозначены римскими цифрами. Таким образом, операция имеет параллельную структуру, т.к. все технологические переходы совмещены. Полная запись содержания операции при маршрутном описании выглядит следующим образом:

005 Сверлильная.

Сверлить, зенкеровать и развернуть сквозное отверстие, выдерживая размеры d =18; d= 19,8; d = 20Н8, одновременно.

При операционном описании полная запись операции будет выглядеть так:

005 Сверлильная.

1. Установить и снять

Одновременно:

2. Сверлить отверстие, выдерживая размер d =18.

3. Зенкеровать отверстие, выдерживая размер d =19,8.

4. Развернуть отверстие, выдерживая размер d =20Н8.

Пример 2. Пусть требуется обработать валик по чертежу (рис. 5.4,а). Чертеж заготовки представлен на рис. 5.4, б. Операция выполняется за два установа.

Эскизы установов представлены на рис. 5.4, в; г.

Обработка ведется на токарном станке с установкой вала в центрах с поводковым патроном (рис 5.3). Передний центр установлен в шпиндель станка. Задний центр установлен в пиноль задней бабки. При маршрутном описании полная запись содержания операции будет выглядеть так:

005. Токарная.

Точить поверхности, выдерживая размеры 1-5 последовательно, согласно чертежу.

При операционном описании будем иметь следующую запись:

005. Токарная.

Установить и снять.

1. Точить поверхности, выдерживая размеры 3,4.

Переустановить

2. Точить поверхности, выдерживая размеры 1,2,5.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: