Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

дифференциация операций (конвейерные автоматические линии состоят, как правило, из простых узкоспециализированных станков). Одновременно ши­ роко используются ТП с многошпиндельными автоматами и с технологиче­ ской концентрацией операций. Наиболее выражено использование принципа концентрации в условиях мелкосерийного и среднесерийного производства с применением многоинструментальных станков с ЧПУ, обрабатывающих центров, многоцелевых станков

4.9. Технологическая унификация

Научно-технический прогресс в машиностроении обусловливает ус­ корение темпов создания все более совершенных машин, увеличение числа их типов и типоразмеров, усложнение их конструкций. Это вызывает возрас­ тание затрат времени и средств на технологическую подготовку. В связи с этим становится особенно актуальной задача технологической унификации. Технологическая унификация - приведение к единой системе методов обра­ ботки заготовок.

Задачи, решаемые технологом при проектировании ТП, можно разде­ лить на расчетные и нерасчетные. К расчетным относятся задачи по опреде­ лению припусков на механическую обработку, операционных технологиче­ ских размеров, режимов резания, нормы времени и расходов материалов. Решение таких задач сводится к выполнению расчетов по формам, т.е. реше­ ние их достаточно формализовано. Нетрудно составить алгоритм, позво­ ляющий решать эти задачи с использованием ЭВМ. Однако большую часть составляют нерасчетные задачи. Это такие задачи, как выбор методов обра­ ботки, типа оборудования, вида инструмента, назначение схемы базирова­ ния, способа установки детали, формирование состава операций, определе­ ние последовательности операций, выбор вида заготовки, определение по­ следовательности переходов в операции.

Каким же образом технолог принимает решение в каждом из пере­ численных случаев? Рассмотрим в качестве примера задачу о выборе метода обработки. Пусть в детали нужно обработать отверстие заданных размеров. Для решения рассматриваемой задачи технолог применит уже опробованные методы. В технологии машиностроения известно несколько проверенных на практике методов обработки отверстий: черновые - сверление, рассверлива­ ние, зенкерование, растачивание; чистовые - развертывание, растачивание, протягивание, шлифование, хонингование. Следовательно, имеется конеч­ ный набор известных методов обработки (типовых решений), и задача тех­ нолога состоит в обоснованном выборе одного из них, т.е. работа технолога сводится к принятию одного из типовых решений рассматриваемой техноло­ гической задачи.

Каждый из методов обработки (типовое решение) имеет свою область рационального применения, которая определяется комплексом условий как технологического, так и организационно-экономического характера. При от­ сутствии отверстия в заготовке первым черновым переходом назначают сверление. Если окончательные размеры отверстия велики, то сначала свер­ лят отверстие малого диаметра, а затем его рассверливают. В крупносерий­ ном и массовом производствах применяют более точные методы получения заготовок, поэтому в заготовке отверстие, как правило, уже имеется. Тогда черновым переходом может быть зенкерование. Однако зенкеры изготовля­ ют в основном диаметром до 150 мм. При больших диаметрах отверстий не­ обходимо назначать растачивание и т.д.

Таким образом, основной принцип состоит в обоснованном выборе типового решения. Аналогичен методологический подход и к решению дру­ гих технологических задач нерасчетного характера. Необходимо отмстить, что типовые решения являются основой технологического проектирования при использовании ЭВМ.

При проектировании ТП используются три уровня технологической унификации:

1)типизация маршрута обработки отдельных (элементарных) поверх­

ностей;

2)типизация маршрута обработки сочетаний поверхностей;

3)комплексная типизация ТП обработки заготовок.

Работа по типизации ТП на любом уровне должна начинаться с клас­ сификации деталей, сочетаний поверхностей и элементарных поверхностей. Основной задачей классификации является приведение всего многообразия заготовок, поверхностей, их сочетаний к минимальному числу типов, для ко­ торых можно разработать унифицированные ТП.

Типизация маршрутов обработки элементарных поверхностей. В ма­ шиностроении накоплен большой опыт разработки и использования типовых маршрутов обработки различных поверхностей. Многие,из этих маршрутов зафиксированы в руководящих и справочных материалах.

Число возможных вариантов маршрута может быть довольно боль­ шим. Вес они, однако, различны по эффективности и рентабельности. Выбор окончательного варианта по этим показателям важен, но сложен и трудо­ емок. Маршрут выбирают приближенно, оценивая трудоемкость сопостав­ ляемых вариантов по суммарному основному времени обработки и исполь­ зуя для расчета нормативные материалы. Более точно выбирают маршрут при сравнении суммарной себестоимости обработки.

Типизация маршрутов обработки сочетаний поверхностей. Под соче­ танием понимают обычно набор элементарных поверхностей, образующих конструктивный элемент детали определенного функционального назначе­ ния (например, набор поверхностей, образующих шпоночный паз, шлицы,

замок типа «ласточкин хвост»). Такие наборы поверхностей называются кон­ структорско-технологическим элементом детали (КТЭ). Признаками классификации КТЭ на подгруппы, типы являются: функциональное назна­ чение, конфигурация и размеры поверхностей, материал детали, требуемая точность.

Комплексная типизация ТП обработки заготовок. Эта типизация ба­ зируется на классификации деталей по конструктивно-технологическим при­ знакам. Она включает в себя анализ и упорядочение отдельных деталей и уз­ лов с целью объединения конструктивно и технологически сходных деталей в соответствующие классы, группы, типы. Под типом подразумевается сово­ купность близких по форме и размерам деталей одного класса, которые можно обработать по общему типовому ТП.

В группу включаются детали с разными конструктивными, но обида­ ми технологическими признаками. Для их обработки используется одинако­ вое оборудование и оснащение при выполнении всех или отдельных опера­ ций. Характеристики типового и группового методов обработки приведены в табл.4.2.

Типовые и групповые ТП более подробно рассматриваются ниже.

4.10.1. Типовой технологический процесс

Идея типизации технологических процессов была предложена про­ фессором А.П.Соколовским в конце 30-х годов. Типовой ТП является уни­ фицированным процессом обработки всех деталей (или сборки узлов), при изготовлении которых в соответствии с требуемым конечным состоянием ставятся одинаковые задачи. Он как бы объединяет большое количество ин­ дивидуальных процессов изготовления. Достигаемое при этом уменьшение всей совокупности технологических процессов, нуждающихся в разработке, ведет к снижению затрат, поэтому типовые ТП могут быть разработаны тща­ тельно и с использованием новейших достижений науки и передового про­ изводственного опыта. Типовые решения технологических задач дают наи­ больший эффект в том случае, если являются комплексными, оптимальными и разработаны с учетом достижений науки и техники.

Первым этапом типизации технологических процессов является клас­ сификация деталей машин. Детали могут быть разбиты на следующие классы по общности технологических задач, возникающих при их изготовлении: ва­ лы, втулки, диски, эксцентричные детали (например, коленчатые валы), кре­ стовины, рычаги, плиты, стойки, угольники, балки, зубчатые колеса, фасон­ ные кулачки, ходовые винты и червяки, мелкие крепежные детали. Каждый класс деталей разбивается на группы, подгруппы и типы. Типовая деталь объединяет совокупность деталей, имеющих одинаковый план (маршрут) операций, осуществляемых на однородном оборудовании с применением однотипных приспособлений и инструментов.

В практике машиностроения используются различные формы пред­ ставления типового ТП, различающиеся степенью детализации и возможно­ стью варьирования характера и содержания операций.

Наименее детализируемой формой является укрупненный типовой маршрут. В его основу положена унифицированная последовательность опе­ раций, в которой все 100 % операций являются варьируемыми. Операции располагаются в рациональной последовательности. Описание операций ог­ раничивается указанием метода обработки с ее уточнением или без уточне­ ния. В уточнениях содержатся дополнительные данные о методе обработки; например, при зубофрезеровании способом обкатки может быть указано фрезерование обкаткой прямых зубьев, фрезерование обкаткой зубьев, рас­ положенных на торце (торцовых), фрезерование обкаткой косых зубьев. Ук­ рупненные типовые маршруты могут быть представлены в виде описания (рис. 4.4), графа последовательности операций (рис. 4.5).