Аномалии и пороки развития. Тератогенез. Канцерогенез

6.  Изучение и анализ  рабочего чертежа  детали

Изучение  чертежа является первым ответственным  шагом в проектировании технологического процесса. При проведении анализа  необходимо обратить внимание на следующие  особенности детали. Вначале по геометрическим проекциям и сечениям уясняется  конфигурация детали, выясняется форма  всех поверхностей детали и их пространственное взаимное расположение. Анализ конфигурации детали можно считать выполненным, если у технолога образовалось четкое пространственное представление о  ней. При последующем обходе (переборе) поверхностей изучаются их размеры  и требуемая точность (допуски, посадки). Допуски на свободные размеры  механически обрабатываемых поверхностей и на размеры холодноштампованных деталей из листа в авиационной промышленности назначаются по соответствующей нормали. Затем изучается требуемая по чертежу точность формы поверхностей и точность их взаимного расположения (параллельность, перпендикулярность, соосность). Анализ точности формы и размеров основных или рабочих поверхностей дает основание составить представление о методах окончательной обработки и о числе ступеней обработки указанных поверхностей, а анализ системы простановки линейных координирующих размеров - выявить конструкторские базы и предварительно наметить последовательность обработки основных поверхностей. Для решения последующих задач проектирования технологического процесса важны изучение материала детали, анализ требований по механическим свойствам и характера термической обработки. Это послужит основанием для правильного решения вопросов о методах обработки (обработка резанием, электрохимическая обработка и т. п.), о членении технологического процесса на этапы, о способах выполнения окончательных, отделочных и упрочняющих операций. Оценка технологичности может быть  качественной и количественной,  которая проводится с помощью системы показателей, устанавливаемых ГОСТом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Выбор вида, способа  получения и формы  заготовки

   В практике машиностроения используют  следующие виды заготовок: прокат, поковки, отливки и комбинированные  заготовки (штампо-сварные и т. п.). Выбор заготовки является многовариантной задачей. С точки зрения экономии материалов, особенно дорогостоящих жаропрочных и титановых сплавов, и с точки зрения сокращения затрат времени и средств на механическую обработку целесообразно выбирать заготовки, которые по форме, размерам, точности и качеству поверхности возможно полнее соответствовали бы параметрам готовой детали. Но при этом будут увеличиваться текущие и единовременные затраты на получение заготовки в заготовительном цехе (на штамповочную или литейную оснастку, на технологическое оборудование и т. д.). С другой стороны, упрощением формы заготовки, снижением требований к ее точности и качеству можно значительно уменьшить затраты на ее изготовление. Но в этом случае снизится коэффициент использования материала и увеличатся затраты на обработку такой заготовки в механическом цехе. Поэтому вопрос о заготовке решается в несколько этапов: сначала намечается предварительно несколько ее вариантов, а затем после выполнения других этапов проектирования технологического процесса (расчета припусков, режимов резания и норм времени) производится экономический анализ вариантов заготовки по трудоемкости или по технологической себестоимости. Принимается вариант заготовки, при котором обеспечивается минимум суммы технологических себестоимостей по заготовительному и механическому цехам. Основными факторами, определяющими вид заготовки, являются материал детали, ее конфигурация и габаритные размеры. Во многих случаях заданный по чертежу материал уже определяет вид заготовки. Большое значение при выборе вида заготовки имеет объем выпуска изделий или тип производства. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Установление планов  обработки основных  поверхностей деталей

Деталь  представляет собой совокупность определенным образом расположенных поверхностей, поэтому логично работу по проектированию технологического процесса обработки  деталей начать с установления планов обработки (маршрутов) ее отдельных  поверхностей. Для каждой поверхности  должно быть определено число ступеней обработки (операций, переходов), методы выполнения каждой ступени и их последовательность. На число ступеней обработки и  на состав планов обработки поверхностей детали влияют следующие факторы:

1. Точность формы и размеров исходной заготовки - чем заготовка точнее, тем меньшее число ступеней обработки потребуется для достижения требуемой точности формы и размеров поверхностей.
2. Требуемая по чертежу точность формы и размеров рассматриваемой поверхности -  чем выше требуемая точность (меньше допуски), тем большее число ступеней обработки   необходимо использовать и наоборот.
3. Наличие и характер термической обработки. Большинство методов термической обработки (цементация, закалка, отпуск, азотирование) связано с потерей точности формы и размеров поверхностей достигнутой на предшествующих ступенях механической обработки. Поэтому наличие термообработки увеличивает число ступеней обработки ответственных поверхностей детали на 1-2.
4. Требуемая по чертежу точность соотношений (расположения) поверхностей. Иногда при размерах со свободными допусками (14 кв.), которые можно обеспечить однократной   обработкой торцов, приходится вводить операции чистового точения и шлифования, если заданы жесткие допуски на непараллельность или неперпендикулярность.
5. Если рассматриваемая поверхность в технологическом процессе выполняет роль установочной базы, то число ступеней ее обработки будет на 1-2 больше по сравнению с тем, которое требуется для получения заданной по чертежу точности размеров и формы этой поверхности. Обычно базирующие поверхности с самого начала обрабатываются весьма точно, а после каждого этапа (чернового, чистового) и после термической обработки производится обновление (уточнение) баз.
6. Число ступеней обработки зависит также от требуемого по чертежу качества данной поверхности. В отдельных случаях способ окончательной обработки, применяемый для получения размера в пределах заданного чертежом допуска, не обеспечивает заданного качества  поверхности (шероховатости, физико-механических свойств поверхностного слоя). Тогда вводят еще 1-2 ступени обработки - отделочную или упрочняющую операции.

9. Разделение технологического  процесса  на  этапы

  Деление технологического процесса на этапы, выделение  обработки поверхностей в отдельные  черновые, чистовые и т. п. операции позволяет наиболее экономичным  путем обеспечить достижение заданной точности формы и размеров и качества поверхности. Это объясняется следующими обстоятельствами.

1. При обработке каждой данной поверхности нельзя избежать некоторого искажения ранее обработанных поверхностей в результате перераспределения внутренних напряжений, вызванного черновой обработкой других поверхностей. Кроме того, эта поверхность может быть повреждена при последующем закреплении детали с большими усилиями, которые бывают, необходимы при черновой обработке.
2. При снятии больших припусков при черновой обработке происходит значительное нагревание детали. Если ее в этой же операции обработать окончательно, то после завершения обработки (после возвращения к нормальной температуре) она будет иметь погрешности формы и размеров.
3. При наличии термообработки отделение чистовой обработки от черновой или окончательной от предварительной становится обязательным. Как уже отмечалось, при термообработке имеет место снижение достигнутой при предварительной обработке точности формы и размеров, и для достижения заданной точности нужна механическая обработка после термической.
4. Разделение процесса на этапы целесообразно также с точки зрения рационального использования технологического оборудования и рабочей силы. Для операций этапа черновой обработки используются мощные жесткие станки, для операций же этапа чистовой обработки применяются менее мощные, но более быстроходные и более точные станки.

10.  Формирование  плана операций (маршрутной  технологии)

Следующим шагом  в проектировании технологического процесса изготовления детали является разделение процесса на операции. При  этом в комплексе взаимосвязано  приходится решать ряд вопросов - о  степени концентрации или дифференциации операций, о выборе методов обработки, выборе оборудования и технологических  баз. Однако с методической точки  зрения рекомендации по решению этих задач рассмотрим отдельно. Принцип концентрации характеризуется тенденцией сосредоточить в одной операции обработку возможно большего числа поверхностей. Принцип дифференциации - предусматривает разукрупнение обработки и упрощение каждой операции за счет увеличения их числа.

  11. Установление последовательности обработки основных поверхностей детали

 При анализе  чертежа детали, установление последовательности  обработки основных поверхностей  детали является важным и необходимым  этапом проектирования технологического  процесса. Наиболее существенное влияние на последовательность обработки отдельных поверхностей детали оказывает характер размерной связи, который определяется системой простановки линейных координирующих размеров и системой допусков на неточность взаимного расположения поверхностей (на несоосность, непараллельность, неперпендикулярность). Различают 3 системы простановки размеров -  координатную, цепную и смешанную. В координатной системе выбирают одну поверхность и относительно ее координируют положение всех поверхностей данного координатного направления (рис.27,а). При такой системе на каждом этапе обработки первой нужно обрабатывать поверхность, от которой проставлены все размеры (поверхность 1 на рис.27,а), последовательность же обработки остальных поверхностей может быть любой. В цепной системе размеры проставляются непрерывной цепью один за другим (рис.27,6). Правило о последовательности обработки поверхностей при этом будет иным: начинать обработку можно с любой поверхности, но затем обработка остальных поверхностей должна выполняться в последовательности, которая диктуется простановкой размеров. Если для приведенного на рис.27,б примера обработать первой поверхность 2, то остальные поверхности нужно будет обработать в последовательности 3-4-5-6-7-1. И при цепной простановке размеров отклонение от рекомендованной последовательности обработки приведет к необходимости пересчета размеров и к ужесточению допусков на некоторые из них. На рис.27в, показана наиболее часто используемая смешанная или комбинированная система простановки размеров. Правила для установления последовательности обработки поверхностей также будут комбинированными: для поверхностей, связанных размерами по координатной системе, последовательность будет определяться по правилам для такой системы, а поверхности, связанные размерами по цепной системе, должны обрабатываться в последовательности, определяемой рекомендациями для цепной простановки. Так, для примера по рис.27в, первой должна обрабатываться поверхность 1; поверхности 2, 3, 5 и 7 могут затем обрабатываться в любой последовательности, поверхность 4 должна обрабатываться после обработки поверхности 3, а 6 - после 5. 
 
 
 
 
 

12. Выбор оборудования

 Основным  фактором, влияющим на допустимую степень  дифференциации, является объем выпуска  изделий или тип производства. В условиях единичного и мелкосерийного производства требование упрощения  планирования и учета будет основным и поэтому наиболее рациональным в этом случае оказывается построение плана обработки по принципу организационной  и отчасти механической концентрации с использованием универсального оборудования и рабочих высокой квалификации. Такая структура технологических  процессов характерна для цехов  опытного производства, ремонтных цехов, цехов по изготовлению штампов и  приспособлений. По мере увеличения объема выпуска изделий, т. е. при переходе к средне- и крупносерийному производству, открываются два пути совершенствования технологического процесса: а) путь дифференциации операций; б) путь совершенствования самих концентрированных операций.

  Первый  путь, как уже отмечалось, ведет к упрощению оборудования, оснастки, но он является недостаточно эффективным с точки зрения повышения производительности труда рабочего. Более прогрессивным является путь построения процесса с использованием принципов механической и технологической концентрации с применением высокопроизводительных станков - многорезцовых, многошпиндельных, агрегатных и т. п., работающих по автоматическому циклу. Наивысшего развития идея технологической концентрации операций получает при использовании автоматических поточных линий станков, обрабатывающих центров с программным управлением и интегрированных производственных систем.

  Вопросы выбора оборудования и методов обработки  связаны между собой очень  тесно, поэтому целесообразно рассмотреть  их вместе. Большинство ступеней обработки  можно выполнить с использованием различных методов обработки  и оборудования. Поэтому возникает  задача выбора наиболее целесообразного  для каждых конкретных условий варианта оборудования.

  Основными факторами, влияющими на выбор оборудования, являются: конфигурация и габаритные размеры детали; требуемая по характеру операции точность обработки; объем выпуска изделий, размер партии деталей; вид заготовки (штучная, из прутка).

С технологической  точки зрения станки разделяются  на четыре группы:

1. Станки общего назначения (универсальные). Сюда относятся токарно-винторезные, вертикально - и радиально-сверлильные, вертикально - и горизонтально-фрезерные и т. п.
2. Станки общего назначения с повышенной производительностью. Станки этой группы менее универсальны, они имеют меньший диапазон значений частоты вращения и подач, но обеспечивают более высокую производительность (токарно-револьверные станки, токарные автоматы и полуавтоматы, бесцентрово-шлифовальные и т. п.).
3. Станки определенного назначения. В эту группу входят станки, предназначенные для выполнения операций одного наименования у различных деталей: станки зуборезные, резьбофрезерные и т. п.