Разработка технологического процесса механической обработки детали машин

Рис. 1. Производственная структура цеха

 

 

Цехи и участки создаются  по принципу специализации:

1. Технологическая специализация основана на единстве применяемых технологических процессов. При этом обеспечивается высокая загрузка оборудования, но затрудняется оперативно-производственное планирование, удлиняется производственный цикл из-за увеличений транспортных операций. Технологическая специализация применяется в основном в единичном и мелкосерийном производствах.
2. Предметная специализация основана на сосредоточении деятельности цехов (участков) на выпуске однородной продукции. Это позволяет концентрировать производство детали или изделия в рамках цеха (участка), что создает предпосылки для организации прямоточного производства, упрощает планирование и учет, сокращает производственный цикл. Предметная специализация характерна для крупносерийного и массового производства.
3. Предметно - замкнутая, если в пределах цеха или участка осуществляется законченный цикл изготовления детали или изделия. Цехи (участки), организованные по предметно-замкнутому принципу специализации, обладают значительными экономическими преимуществами, так как при этом сокращается длительность производственного цикла в результате полного или частичного устранения встречных или возвратных перемещений, снижаются потери времени на переналадку оборудования, упрощается система планирования и оперативного управления ходом производства.

Сравнение производственных структур при технологической и  предметной специализации приведено  на рисунках 2 и 3.

Рис. 2. Производственная структура предприятия с технологической специализацией

Рис 3. Производственная структура предприятия с предметной специализацией

1.3. Технологические процессы  сборки

Производственный процесс, в результате которого исходные материалы  и полуфабрикаты превращаются в  готовые изделия, включает два основных вида технологических процессов: изготовление деталей и сборку.

Изделием обычно называют продукт конечной стадии производства, выпускаемый предприятием. Изделиями  могут быть как детали, так и  сборки (сборочные единицы). Деталью  называют изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке  материала.

Сборка - это изделие, которое  получают в результате соединения между  собой отдельных элементов. Соединение может быть разъемным или неразъемным. К видам соединений относятся: сварка, клепка, склеивание и т.д.

В зависимости от объема сборку, объектом которой является изделие в целом, и на узловую, объектом которой является составная  часть изделия, т.е. сборочная единица.

В настоящее время для  достижения точности замыкающего звена  различают следующие методы:

• Метод полной взаимозаменяемости – метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается у всех объектов путем включения в нее замыкающих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений.
• Метод неполной взаимозаменяемости – это метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается заранее обусловленной части объектов включением в нее составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений.
• Метод групповой взаимозаменяемости – метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается добавлением в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих к одной из групп, на которые они предварительно рассортированы.
• Метод пригонки – метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена удалением с компенсатора определенного слоя материала. Данный метод находит применение в индивидуальном и мелкосерийном производстве.
• Метод регулирования – метод, при котором требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается изменением размера компенсирующего звена без удаления материалов с компенсатора. Метод нашел широкое применение для многозвенных цепей с высокими требованиями к точности замыкающих звеньев.

 

1.4. Точность механической  обработки. Качество поверхностного  слоя деталей. Припуски для  механической обработки

Важнейшие показатели качества машин в значительной степени  определяются точностью их изготовления. Поэтому точность является одной  из определяющих характеристик современного машиностроения.

Под точностью понимают соответствие формы, размеров и положения обработанной поверхности, требованиям чертежа  и технических условий.

По ряду причин при любых  методах обработки полученное значение параметра отличается от заданного. Разность этих значений называют погрешностью обработки. Абсолютная погрешность  выражается в единицах рассматриваемого параметра и определяется разностью  между действительным (полученным) значением параметра и его  номинальным (заданным) значением.

В условиях серийного и  массового производства используют метод автоматического получения  размеров на предварительно настроенных  станках. В этом случае индивидуальная выверка заготовок исключается, т.к. их установка осуществляется в  специальных приспособлениях, а  размер обеспечивается соответствующей  установкой режущего инструмента.

Качество поверхности  детали (микрофизика поверхности) характеризуется не только степенью чистоты обработки, но и физическим состоянием поверхностного слоя металла, из которого сделана деталь.

Поверхность, ограничивающую деталь и отделяющую ее от окружающей среды, называют реальной поверхностью.

Номинальная поверхность  – идеальная поверхность, номинальная  форма которой задана чертежом или  другой технической документацией.

Качество поверхностного слоя деталей и чистота обработки  поверхности оказывают очень  большое влияние на следующие  эксплуатационные свойства деталей: износоустойчивость трущихся поверхностей, усталостную  циклическую прочность деталей, прочность неподвижных посадок деталей, устойчивость поверхностей против коррозии,  аэро- и гидродинамические свойства обдуваемых газом или обтекаемых жидкостью поверхностей.

В некоторых случаях поверхности  деталей должны быть чисто обработаны для обеспечения прочного покрытия их другими металлами электролитическими способами (хромирование, никелирование  и т. п.), а часто для придания поверхностям деталей красивого  внешнего вида.

На финишных операциях  механической обработки окончательно формируется поверхностный слой деталей машин. Однако на результат  этого формирования оказывают влияние  предшествующие операции, включая заготовительные. Это свидетельствует о существовании  технологической наследственности.

Технологической наследственностью  называют перенесение на готовое  изделие в процессе его обработки  погрешностей механических и физико-химических свойств исходной заготовки или  свойств и погрешностей, сформированных у заготовки на отдельных операциях  изготовления детали.

При проектировании технологических  процессов механической обработки  заготовок необходимо установить оптимальные  припуски, которые обеспечили бы заданную точность и качество обрабатываемых поверхностей. Припуском называют слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности. Припуски могут быть операционные и промежуточные.

Операционный припуск  – это припуск, удаляемый при  выполнении одной технологической  операции.

Припуск, удаляемый при  выполнении одного технологического перехода, называют промежуточным.

На припуск устанавливают  допуск, который является разностью  между наибольшим и наименьшим значениями припуска.

Значение допуска на припуск  оказывает существенное влияние  на выполнение технологической операции. С уменьшением этой величины возрастает трудоемкость обработки. Большие допуски  на припуски усложняют выполнение технологических  операций на предварительно настроенных  станках, снижают точность обработки  и затрудняют использование приспособлений.

Имеется два основных метода определения припусков на механическую обработку поверхности: опытно-статистический ( припуск устанавливают по стандартам и таблицам) и расчетно-аналитическая (рассчитывают минимальный припуск  на основе анализа факторов, влияющих на формирование припуска, с использованием нормативных материалов).

Припуски на обработку  определяют так, чтобы на выполняемом  технологическом переходе были устранены  погрешности изготовления детали, которые  остались на предшествующем переходе.

 

 

1.5. Правила проектирования  технологических процессов изготовления  деталей

Для проектирования технологических  процессов изготовления машин необходимо иметь следующие данные:

- описание машины, подлежащей  изготовлению, с четким определением  ее служебного назначения, условия  и нормы;

- чертежи сборочных единиц  и деталей машин; общее число  машин, планируемое к выпуску  в единицу времени;

- условия, в которых  будет осуществляться изготовление машины;

- местонахождение завода;

- плановые сроки подготовки  и освоения новой машины и  организации ее выпуска.

Наличие перечисленных данных позволяет приступить к проектированию в приведенной ниже последовательности:

1. осуществляется ознакомление со служебным назначением машины, практический анализ условий и норм, определяющих служебное назначение машины точность, КПД;
2. установленный объем выпуска машины, ее сборочных единиц и деталей дает возможность определить тип производства и уточнить соответствие этого объема тем условием, которые обеспечивают необходимые технико-экономические показатели производства;
3. анализ чертежей машины, сборочных единиц деталей производиться с точки зрения обеспечения служебного назначения машины с учетом использования всех возможностей экономичного ее изготовления при установленном объеме выпуска;
4. Осуществляется проектирование технологических процессов сборки машин и ее сборочных единиц;
5. Выбираются исходные заготовки и методы их изготовления, проектируются технологические процессы обработки заготовок;
6. Внедряются технологические процессы изготовления машин в производство.

1.6. Автоматизация технологической   подготовки производства

Автоматизация производства включает комплекс мероприятий по разработке высокоэффективных технологических процессов и созданную на их основе новых высокопроизводительных средств производства, выполняющих основные и вспомогательные операции без непосредственного участия человека.

Меняя в корне концепцию  технологического процесса в машиностроении, автоматизация требует более  высокого уровня непрерывности производства, превращения завода из объединения  самостоятельных участков и цехов  в целое, базирующееся на широком  применении гибких производственных систем.

В настоящее время действуют  тысячи автоматических линий, изготавливающих  рессоры, автомобильные диски и  т.д. гибкость при выпуске новой  техники и повышение производительности единичного и серийного производства достигаются благодаря развитию электронной техники ЭВМ. На основе новой электронно-вычислительной техники стало возможным качественное изменение процессов автоматизации. В первую очередь, это числовое программное управление (ЧПУ).

Управление от одной ЭВМ  несколькими станками с ЧПУ и  вспомогательным оборудованием, а  также единым автоматическим транспортом  позволило создавать ГПС. Конечной целью применения ГПС является комплексная  автоматизация производственного  процесса. Комплексная автоматизация  – это разработка и широкое  применение в машиностроении ГПС, создание цехов, заводов – автоматов, роботов, выполняющих как основные, так  и вспомогательные операции в  сочетании с САПР конструкций  и САПР технологических процессов, а также автоматическими системами  управления технологическим процессом.

По мере перехода к гибкому  производству и электронизации всех производственных процессов будут  созданы заводы будущего – высокоавтоматизированные производства с минимальным участием людей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Разработка технологического процесса механической обработки

2.1. Определение типа производства и выбор их заготовки (см.т.1)

В данной работе рекомендуется изготовить деталь из стали 60 δ_в = 680 МПа. Она предназначена для изготовления деталей, от которых требуются повышенные прочностные и упругие свойства, износостойкость.

При обработке резанием с  заготовки следует убрать дефектный  слой с окалиной, полученный из операции прокатки. Толщину этого слоя принимаем  2,5 мм. Тогда можно определить диаметр заготовки: