1. Анализ точности обработки методами математической статистики. Суммарная погрешность механической обработки.
Аппарат математической статистики используется для анализа точности при относительно больших партиях, когда измерение каждого изделия не представляется возможным. В таких массовых явлениях наблюдается рассеяние параметров.
Погрешности разделяют на случайные, систематические, но закономерно изменяющиеся, и постоянные.
Процесс рассеяния параметров качества наилучшим образом характеризуется полигоном распределения. Все детали разбиваются на группы. В каждую группу входят значения, которые находятся в выбранных интервалах. По оси абсцисс откладывают эти интервалы, число измерений в каждом интервале – по оси ординат.
В технологии машиностроения чаще всего встречается нормальное распределение. На практике часто приходится наблюдать некоторые отклонения от него.
Суммарная погрешность:
– погрешность установки заготовки
– погрешность, вызванная упругими деформациями элементов системы
– погрешность инструмента
– погрешность настройки инструмента
– погрешность, вызванная тепловыми явлениями
– погрешность геометрии оборудования
– к-т, учитывающий закон распределения первичной погрешности (для нормального распределения 
, для равновероятного 
)
p – к-т, определяющий риск получения брака
р = 1 | 32% брака |
р = 2 | 4,5% брака |
р = 3 | 0,27% брака (серийное и массовое производство) |
2. Выбор вида и метода получения заготовки.
Виды заготовок:
· Отливка
· Обработка давлением
· Прокат
· Комбинированные (сварные)
· Порошковая металлургия
Выбрать заготовку – это значит определить ее рациональный вид, определяющий конфигурацию заготовки, напуски, уклоны, толщину стенок, размеры отверстий, припуски на обработку, размеры заготовки, допуски на точность из выполнения, назначить технические условия на выполнение заготовки и выбрать оборудование.
Факторы, учитываемые при выборе заготовки:
1) Технологические характеристики материалов
o литейные свойства
o пластические свойства
o свариваемость
o обрабатываемость резанием
2) Технологические возможности методов получения заготовки
o обеспечение заданной формы, приближенной к форме детали
o обеспечение заданных размеров и массы заготовки
o обеспечение заданных параметров точности и шероховатости
o обеспечение плотности материала (> 10 атм. – обработка давлением)
o обеспечение заданной структуры материала заготовки (направление волокон и размер зерна)
3) Продолжительность ТПП заготовительного производства, объем выпуска.
4) Производственные возможности заготовительных цехов
5) Стоимость.
3. Выбор заготовок при производстве деталей машин.
Выбрать заготовку – это значит определить ее рациональный вид, определяющий конфигурацию заготовки, напуски, уклоны, толщину стенок, размеры отверстий, припуски на обработку, размеры заготовки, допуски на точность из выполнения, назначить технические условия на выполнение заготовки и выбрать оборудование.
1) Возможно, что метод изготовления заготовки определенного вида производства задан конструктором, а технолог только уточняет его.
2) Может быть ситуация, когда выбор заготовки конструктор оставляет за технологом.
Первая ситуация характерна для массового, крупносерийного и серийного производства.
Вторая ситуация характерна для единичного, мелкосерийного и серийного производства.
Выбор конструктором метода изготовления заготовки для ответственных деталей часто носит дифференциальный характер. Все зависит от предполагаемых условий работы детали. Объем выпуска определяет применение в ТП прогрессивных методов изготовления заготовок. Часто для деталей массового производства разрабатывают новые процессы и специальные методы изготовления заготовок.
4. Выбор оптимального варианта технологического процесса. Оформление технологической документации.
1) Технические критерии
o Производительность
o Продолжительность изготовления
o Энергоемкость, …
2) Экономические критерии
Ø Себестоимость
1. Бухгалтерский метод расчета.
С = М + З + Ц
М – стоимость материала
З – з\п основных рабочих
Ц – цеховые накладные расходы:
§ з\п вспомогательных рабочих (заточники, слесари-ремонтники, крановщики, …)
§ расходы на поддержание жизнеспособности производства
§ энергия
§ амортизация
Ц устанавливается в % от з\п по факту.
1. Прямой метод расчета.
С = М + Зо + Зв + И + А + Е + …
М – стоимость материала
Зо – з\п основных рабочих
Зо – з\п вспомогательных рабочих
И – затраты на инструмент
А – амортизация по используемому в данном ТП оборудованию
Е – затраты на энергию.
Метод более точный, но трудоемкий
Ø Трудоемкость
Ø Станкоемкость
3) Эргономические критерии (учитываются редко, связаны с операциями ручного труда)
4) Экологические критерии
5) Эстетические критерии
Оформление технологической документации. ЕСТД (ГОСТ 3 ……..).
Формы описания ТП:
1) Маршрутное описание
- Номер и наименование операции (005, 010, …). Операция называется именем прилагательным по виду оборудования (токарная, фрезерная …) Краткое содержание операции
2) Операционное описание. Содержание операций описывается попереходно.
5. Выбор технологических баз при проектировании технологических процессов изготовления деталей машин.
Принципы:
· Совмещения баз (технологической и измерительной, конструкторской тоже)
· Постоянство баз (по всему ТП – в идеале)
· Удобство установки и снятия заготовки
· Надежность и удобство закрепления
· Удобство подвода инструмента
Возможные случаи базирования:
1. Заготовка базируется на необрабатываемую поверхность (черная база) и обрабатывается за один установ.
2. Заготовка базируется при выполнении основной части ТП на обработанные несменяемые поверхности (чистые базы). Подготовку чистых баз проводят на первых операциях (обычно 1 или 2 операции) с базированием по черной базе (пример – изготовление вала).
3. То же самое, что и во 2-м, но перед чистовыми (отделочными) операциями чистые базы подвергаются дополнительной обработке (однократной или многократной), например, азотирование, цементация.
4. Заготовка базируется на различные последовательно сменяемые обработанные поверхности (обычно появляется погрешность базирования, т. е. случай нежелательный и если его не избежать, то при смене баз каждая следующая база должна быть более точной).
5. Заготовка базируется на многократно обрабатываемые последовательно сменяющие друг друга поверхности, обычно из 2. Например, фрезеруем -> переворачиваем -> фрезеруем -> переворачиваем… шлифуем.
Основные схемы базирования:
1) Детали не типа тел вращения
1. Базирование в угол
«-» малое кол-во свободных для обработки поверхностей
2. По плоскости и 2-м отверстиям (пальцы: цилиндрический и ромбический).
2) Детали типа тел вращения (обычно нужно отнять 5 степеней свободы)
1. Цилиндрическая поверхность и торец
2. Торец и цилиндрическая поверхность
«-» цилиндрическая поверхность или ее часть недоступна для обработки
3. Центровые отверстия и торец
6. Зажимные элементы приспособлений.
Требования:
1) Обеспечение заданной силы закрепления
2) Обеспечение стабильности заданной силы закрепления
3) Надежность
Состоят из 3-х частей:
1) Привод
2) Силовой механизм
3) Контактирующий элемент
Виды приводов:
1. Ручной
2. Пневмопривод (р = 5-10 атм.)
· Пневмоцилиндр
· Пневмомембрана
«+» долговечность 1 млн. циклов
«-» малый ход
«+» доступность
«+» высокая надежность
«-» габариты
3. Гидропривод (гидроцилиндр) (р = 60 атм.)
«+» габариты
«+» большие силы
«-» низкая надежность
«-» необходимость дополнительного оборудования (гидростанция)
«-» пожароопасность
4. Магнитный привод
· Электромагнитный
· На постоянных магнитах («+» надежность)
«-» возможность закрепления только магнитных материалов
«-» намагничивание
5. Вакуумный привод
· С помощью резиновой прокладки
«-» неточное базирование
«+» по любой поверхности
· С помощью отверстий
«+» точное базирование
Силовые механизмы:
1. Клиновой
2. Рычажный
7. Классификация приспособлений, назначение, их области применения.
Для осуществления ТП необходимо применение СТО.
2 основные группы СТО:
1) Технологическое оборудование. В нем размещаются заготовки и средства воздействия на них и выполняется часть ТП.
2) Технологическая оснастка. Режущий инструмент, измерительный инструмент, различные приспособления.
Выбор станочных приспособлений определяется схемой установки заготовки, содержанием выполнения операций, выбранными режимами резания. Если существует готовое приспособление, то требуется проверить соответствие данного СТО требуемому.
8. Методы организации производства в машиностроении.
Различают поточное и непоточное производство.
Непоточное. СТО (рабочие места) располагаются в произвольном порядке (характерно для мелкосерийного и единичного производства), как правило, по технологическому признаку.
Поточное. Оборудование расставлено по ходу ТП, продолжительность выполнения технологической операции должно быть равно или кратна (>) такту выпуска.
9. Нормирование машиностроительного производства.
Нормируются затраты всех ресурсов:
· Время
· Материалы
· Энергия
Все нормирование проводится к операции.
Нормирование времени.
Цикл технологической операции – это продолжительность времени от начала до окончания периодически выполняемой технологической операции.
Штучное время – отношение цикла к числу одновременно изготавливаемых изделий.
tшт = tо + tв + tобс + tлп + tнп
Основное время (tо) – часть штучного времени, затрачиваемая на изменение состояния предмета труда.
- продолжительность выполнения перехода с учетом возможности параллельного выполнения переходов.
L – длина рабочего хода (в общем случае это не длина обрабатываемой поверхности, учитывается еще расстояние на врезание и выход инструмента)
S – подача (скорость)
k – количество рабочих ходов
Вспомогательное время (tв)– часть штучного времени, затрачиваемая на выполнение действий, необходимых для обеспечения последующего изменения свойств предмета труда.
Чаще всего определяется по нормативам.
Операционное время tоп = tо + tв
Время обслуживания рабочего места (tобс) – на поддержание СТО в работоспособном состоянии, уход за ними и за рабочим местом.
tобс = tт + tорг
Время технического обслуживания (tт) – на замену износившегося инструмента, на регулировку (не настройку) инструмента, подналадку станка и др. Это время назначается до 6% от tоп.
Время организационного обслуживания (tорг) – подготовка рабочего места к началу работы, уборка рабочего места в конце смены (смазка, чистка). Назначается до 8% от tоп.
Время на личные потребности (tлп). Назначается 2,5% от tоп.
Время неустранимых технологических перерывов (tнп). Например, соединения с нагревом и охлаждением деталей.
Время штучно-калькуляционное 
Время подготовительно-заключительное – на подготовку исполнителей и СТО к выполнению операции и приведение в исходное состояние после выполнения работы.
N – число заготовок в партии.
Способы нормирования.
1) Расчетно-аналитический (см. выше) используется в крупносерийном и массовом производстве.
2) На основе изучения затрат рабочего времени наблюдением (фотография рабочего дня)
3) По нормативам на выполнение отдельных операций
4) По укрупненным типовым нормам на изделия.
10. Основные требования технологичности к конструкциям деталей и сборочных единиц.
Требования технологичности к конструкциям деталей:
1) Конструкция детали должна быть максимально простой, т. е. состоять из минимального числа поверхностей, желательно простых (цилиндр, плоскость). Примечание: это требование максимально противоречиво к требованиям технологичности сборки.
2) Конструкция детали должна обеспечивать ее высокую жесткость, чтобы позволять высокотехнологичные методы обработки и инструменты.
3) Конструкция детали должна обеспечивать ее удобное базирование на оборудовании, в т. ч. позволять реализацию принципов постоянства баз и совмещения баз.
4) Конструкция детали должна обеспечивать удобство подвода и отвода инструмента
5) В конструкции не должно быть протяженных обрабатываемых поверхностей.
6) Обрабатываемые поверхности желательно располагать на одном уровне, а обрабатываемые и необрабатываемые на разных, чтобы они друг другу не мешали.
7) Необходимо отдавать предпочтение сквозным отверстиям перед глухими.
8) Нежелательно иметь вход и выход отверстия на наклонной поверхности. Примечание: появились жесткие инструменты.
9) Конструкция детали должна давать возможность обработки их пакетом, т. е. нескольких одновременно. Например, обработка зубчатых колес. Экономим время на установку детали и инструмента.
10) Конструкция детали должна обеспечивать выход инструмента.
11) Деталь должна содержать стандартные и унифицированные конструктивные элементы (проточки…)
12) Деталь должна требовать минимальной механической обработки, что находится в максимальном противоречии с требованием к технологичности заготовок.
Требования технологичности к конструкциям сборочных единиц:
1) Конструкция должна быть максимально простой и содержать минимальное число составляющих, что входит в противоречие с требованием технологичности детали: много простых деталей, мало сложных.
2) Обеспечение полной взаимозаменяемости для всех соединений: размерная цепь должна быть короткой, должна быть высокая точность деталей
3) При реализации самой сборки использовать минимальное число сборочных движений и минимальное число различных инструментов.
11. Основные требования технологичности к конструкциям заготовок деталей машин.
Требования технологичности к конструкциям заготовок:
1) Отливки
1. Конфигурация должна обеспечивать одну плоскость разъема формы. (Метод световых теней)
2. Требование к толщине стенок: должна быть минимальна.
3. Требование к переходам и сопряжениям. Толщины сопрягаемых стенок 
4. Требование к отверстиям.
4.1. По возможности отверстия в отливке необходимо предусмотреть (снижение трудоемкости и обеспечение более высокого качества)
4.2. 
4.3. Отверстия должны иметь отбортовку или располагаться в бобышке.
5. На необрабатываемых поверхностях, перпендикулярных плоскости разъема формы, должны быть литейные уклоны.
6. Должны быть галтели и закругления.
2) Заготовки, полученные обработкой давлением
2.1) Поковки – получены свободной ковкой на молотах и прессах.
1. Простейшие формы
2. Выступы должны быть односторонними
3. Ребер не должно быть
4. Не должно быть выступов на плоскости
2.2) Штамповка может быть на прессах или на молотах
1. Возможность выемки из штампа
2. Наличие штамповочных уклонов как на внутренних, так и на наружных поверхностях
3. Плоскость разъема должна быть расположена по наибольшему сечению или по плоскости симметрии.
4. Отношение площадей 
5. Должны быть радиусы сопряжения поверхностей > 1 мм.
12. Основные функции ТПП.
ТПП – комплекс мероприятий, обеспечивающий технологическую готовность производства для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями.
Функции ТПП:
1. Обеспечение технологичности конструкции изделия
2. Выбор заготовок
3. Разработка ТП
4. Проектирование СТО
5. Контроль и управление ТП
13. Основные характеристики машиностроительного производства.
1) Объем выпуска продукции показывает число изделий определенных наименований, типоразмеров, исполнений, выпускаемых в течение планируемого периода времени. Это фактический показатель.
2) Производственная мощность – расчетный показатель, характеризующий максимально возможный объем выпуска продукции.
3) Программа выпуска – планируемый (установленный) перечень изделий с указанием объема выпуска. Изготовление изделий осуществляется производственными партиями.
4) Производственный цикл – длительность всего процесса производства какого-либо изделия.
5) Такт выпуска – интервал времени, через который появляется новая единица продукции.
6) Ритм выпуска – величина, обратная такту.
14. Погрешности сборочных соединений. Способы достижения заданной точности сборки.
Основные погрешности сборочных соединений:
1) Погрешность контактирования сопрягаемых поверхностей.
Причины: погрешность формы (реже шероховатость) сопрягаемых поверхностей, может быть погрешность расположения поверхностей.
Приводит к снижению контактной жесткости, потере герметичности, перекосам…
Меры борьбы: применение деформируемых прокладок, повышение точности изготовления собираемых деталей.
2) Погрешность фиксации собираемых деталей относительно друг друга. Например, отверстия в двух скрепляемых фланцах.
Меры борьбы:
· Должны быть предусмотрены направляющие элементы, которые обеспечивают фиксацию: выступы, канавки, штифты.
· Выверка положения закрепляемых деталей
3) Погрешность пригонки и регулировки.
4) Погрешность от упругих деформаций собираемых деталей.
Могут быть контактные, объемные деформации.
Причины:
· Нерациональная конструкция стыка
· Погрешности формы сопрягаемых поверхностей
· Необоснованные сборочные усилия
Меры борьбы:
· Рациональная последовательность сборки
· Расчет и обеспечение рациональных сил сборки
· Рациональная конструкция стыка
5) Погрешность от тепловых деформаций собираемых деталей.
Актуально при прецизионной сборке.
Источники тепла: сборочные силы, тепло рук сборщика.
Методы обеспечения точности сборки:
1) Метод полной взаимозаменяемости (автоматы, часы). Связано с жесткими полями допусков. Используется либо в массовом производстве, либо для простых изделий.
2) Неполная взаимозаменяемость. Точность сборки обеспечивается в большинстве комплектов собираемых деталей.
3) Групповая взаимозаменяемость (селективная сборка). Например, сборки цилиндра поршневой группы ДВС.
4) Пригонка. Точность замыкающего звена обеспечивается пригонкой одной из деталей, входящих в цепь (это может быть специальная деталь, например, размерные кольца).
5) Регулировка. Точность замыкающего звена обеспечивается изменением положения одной из собираемых деталей.
15. Погрешности, вызываемые геометрическими неточностями станка.
Оборудование всегда имеет погрешности собственного изготовления. Погрешности изготовления частично или полностью переносятся в виде отклонений формы на готовую продукцию и представляют собой систематические ошибки геометрического характера.
Отличительной особенностью геометрических погрешностей является их проявление без нагружения оборудования, т. е. в состоянии, близком к статическому.
Доля погрешности, вносимая станком, лежит в диапазоне 10-30% допустимой погрешности.
Проблема решается выбором станка соответствующего класса точности:
Класс точности станков | Группа | Погрешность, % | Трудоемкость, % |
Нормальной точности | Н | 100 | 100 |
Повышенной точности | П | 60 | 140 |
Высокой точности | В | 40 | 200 |
Особо высокой точности | К (А) | 25 | |
Особо точные станки | С | 16 |
16. Погрешности, вызываемые настройкой и размерным износом интрумента.
Погрешности от настройки инструмента.
Методы настройки инструмента:
1) Метод пробных ходов (по пробной детали).
Возможность получения брака на 1-ой детали.
Погрешность: 
– погрешность измерения пробной детали
– погрешность регулирования положения инструмента
«-» теряем время
2) Настройка по эталону.
Погрешность: 
– погрешность изготовления эталона
– погрешность установки эталона
– погрешность установки инструмента
«-» теряем время
3) Настройка инструмента вне станка. Используется чаще всего для ЧПУ.
Погрешность: 
– погрешность отсчета положения инструмента в стандартном блоке инструментов
– погрешность установки инструментального блока на станок
Погрешности от износа инструмента:
Кривая износа режущего инструмента. 1 – приработка, 2 – устойчивый износ, 3 – катастрофический износ.
Причина погрешности – изменение размера инструмента при обработке партии заготовок. Особенно важно при работе с мерным инструментом (развертки, зенкеры).
Интенсивность износа режущего твердосплавного инструмента – 10 мкм на 1 км (зона 2).
Меры снижения износа:
1) Уменьшение интенсивности износа
· Применение сверхтвердых инструментальных материалов (СТМ), например, на основе кубического нитрида бора; эльбор, гексанит.
· Использование инструментов с покрытиями (TiN).
· Доводка инструмента после заточки (т. е. исключение зоны приработки).
2) Подналадка инструмента
17. Погрешности, вызываемые тепловыми деформациями элементов технологической системы.
Элементы технологической системы:
v Заготовка
v Инструмент
v Приспособление
v Станок
Источники тепла:
1) Зона резания (инструмент-заготовка, стружка-инструмент, зона деформации, в зоне сдвига)
2) Узлы станка:
· подшипниковые
· направляющие
· зубчатые, винтовые передачи
3) Электрооборудование станка
4) Окружающая среда
Причины погрешностей:
1. Заготовка в процессе работы изменяет форму и размеры
2. Меняется расположение узлов станка
3. Меняются размеры инструмента
Может быть 2 состояния теплового равновесия: стационарное и нестационарное.
Для стали КТР = 0,01 (на ˚С). Например, 100 мм нагретые на 1˚С удлиняются на 1 мкм. 100:100:100 – 100 мм на 100˚С на 100 мкм.
Меры борьбы:
1) Технические
а) снижение тепловыделения
б) охлаждение
в) изменение баланса распределения тепла, в основном, резания. (При высокой скорости резания бльшая часть тепла переходит в стружку, т. к. зона деформации, где бльшая часть тепла отрезается вместе со стружкой. При малых скоростях тепло из зоны переходит в заготовку).
г) использование термосимметричных конструкций, чтобы заготовка деформировалась равномернее.
2) Организационные
а) обеспечение постоянства температуры окружающей среды
б) работа на предварительно прогретом оборудовании
в) системы активного контроля и подналадки.
18. Погрешности, вызываемые упругими деформациями элементов технологической системы.
Элементы технологической системы:
v Заготовка
v Инструмент
v Приспособление
v Станок
Смещение при приложении сил:
Р – сила
j – жесткость
Причиной этой погрешности является смещение элементов технологической системы в процессе обработки.
Технологические факторы для учета погрешности:
I. Непостоянство сил резания.
CV – свойства материала
t – глубина резания
S – подача
V – скорость
1) Из-за неравномерности припуска
2) Неравномерная твердость и прочность материала
Например, отливка из чугуна: на тонких стенках белый чугун (твердость 500 НВ, твердость серого – 200 НВ), там возрастает сила резания.
3) Непостоянство режимов резания
4) Затупление инструмента
Меры для обеспечения постоянства сил резания:
1. Повышение качества изготовления заготовок (выбор более качественных заготовок)
2. Использование адаптивных систем управления
Меры по уменьшению сил резания:
А) Выбор рациональной геометрии инструмента
Б) СОЖ
II. Непостоянство жесткости технологической системы.
Жесткость – свойство сохранять форму под силовым воздействием.
j = EA
Меры повышения жесткости:
1) Конструктивно.
2) Повышение жесткости технологического оборудования.
3) Применение рациональных компоновок оборудования и оснастки.
L/d > 5 – задний центр
L/d > 10 – люнеты
19. Погрешности, вызываемые установкой заготовки.
Конструкторская база (измерительная) – поверхность, линия или точка, от которой проставляются размеры (производяится измерения).
Технологическая база – поверхность, линия или точка, которые определяют положение заготовки в рабочем пространстве станка.
1) Погрешность базирования.
Возникает при несовпадении измерительной и технологической баз. Другая причина – смена технологических баз в процессе обработки.
Основной метод снижения погрешности – обеспечение единства конструкторской, измерительной и технологической баз и их постоянство по ходу процесса.
Возможно применение искусственных технологических баз, например, центровые отверстия вала.
2) Погрешность закрепления.
Причина – деформации, изменения формы заготовки под действием сил закрепления, затем обработка в деформируемом состоянии. После снятия сил закрепления форма восстанавливается и возникают погрешности формы и расположения обработанных поверхностей, редко – погрешности размеров.
Погрешность закрепления важна для нежестких заготовок.
Меры борьбы:
1) Конструирование жестких конструкций
2) Рациональная форма базовых поверхностей
3) Выбор и обеспечение рациональных сил закрепления
4) Выбор рациональных схем закрепления
3) Погрешность приспособления
Причина – наличие зазоров (люфтов) в механизмах приспособления, износ элементов приспособления.
20. Понятие о точности. Нормируемые параметры. Конструкторские и технологические допуски.
Точность – степень соответствия параметров изделия чертежу.
Основные нормируемые параметры:
1) Размеры:
1. номинальные
2. действительные
3. предельные
2) Точность формы:
1. прямолинейность
2. круглость
3. цилиндричность
4. плоскостность
3) Точность расположения поверхности:
1. соосность
2. отклонение от параллельности
3. отклонение от перпендикулярности
4. биения
5. симметричность
4) Качество поверхности:
1. шероховатость
2. волнистость
3. твердость
Допуск – разность между предельно допустимыми значениями размеров.
Функциональный допуск – расчетный, т. е. те пределы, на которые машина обеспечивает свое функциональное назначение.
а) конструкторский
б) эксплуатационный
Технологический допуск – допуск на промежуточные размеры, возникающие в ходе ТП (например, если в несколько операций).
Допуски на форму и расположение поверхностей могут быть установлены в % от соответствующего поля допуска на размер (3 класса точности: нормальный, средний, высокий).
21. Последовательность проектирования ТП изготовления деталей машин.
1) Определение типа производства
2) Технологический анализ КД и выявление основных технологических задач.
3) Выбор общего плана обработки
4) Выбор технологических баз
5) Разработка (выбор) маршрутов обработки отдельных поверхностей
6) Разработка маршрута изготовления деталей
7) Расчет припусков и определение промежуточных размеров
8) Проектирование технологических операций
9) Выбор оптимального варианта ТП
10) Оформление технологической документации
22. Предметы труда и СТО в машиностроительном производстве.
Изделие – предмет производства, подлежащий изготовлению на предприятии и являющийся продуктом конечной стадии производства.
Изделия могут быть специфицированными (сборки) и неспецифицированными.
Деталь – это изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций.
Поверхности деталей:
1) Сопрягаемые (контактируют с другими поверхностями)
2) Функциональные (поверхность зуба зубчатого колеса, поверхность шкива, поверхность лопасти)
3) Конструктивные
Заготовка – предмет труда, из которого изменением свойств (форма, размеры, качество поверхности) получают детали.
Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению и могут быть собраны обособленно от других элементов машин).
Для осуществления ТП необходимо применение СТО.
2 основные группы СТО:
1) Технологическое оборудование. В нем размещаются заготовки и средства воздействия на них и выполняется часть ТП.
2) Технологическая оснастка. Режущий инструмент, измерительный инструмент, различные приспособления.
23. Проектирование маршрута изготовления детали.
Задача – объединить переходы в операции.
Принципы группирования, например:
v Общность технологического метода
v Общность схем базирования (экономия времени)
v Принцип интеграции переходов для единичного производства (в одной операции побольше переходов, чтобы сократить время на снятие и установку…)
v Принцип дифференциации переходов для массового производства (чтобы повысить такт выпуска, использовать простое оборудование, низкоквалифицированный персонал)
Учитывается:
ü Разбиение по этапам обработки (заключительные переходы объединяются в конце ТП, в конечных операциях)
ü Допустимое количество инструментов на станке (если на станке 4 резца, тогда 4 операции)
ü Для массового производства – синхронизация по времени
Результатом данного этапа является ТП в маршрутном изложении.
24. Проектирование технологических операций механической обработки.
1) Определение последовательности выполнения переходов.
Определяется возможность многоместной обработки:
· Многоместная обработка с одновременной установкой нескольких заготовок:
o Последовательная обработка
o Параллельная обработка
· Многоместная обработка с последовательной установкой нескольких заготовок:
2) Выбор оборудования
По виду метода выбирается тип станка. По особенностям формы и размеров определяется группа станков.
3) Выбор металлорежущего инструмента
Ø Тип инструмента (тип оборудование, содержание действия)
Ø Вид инструмента (определяется формой, размерами обрабатываемой поверхности, ее типом: открытая, неоткрытая)
Ø Марка металла режущей части (зависит от типа обрабатываемого материала, качества поверхности)
Ø Размеры инструмента
4) Выбор контрольно-измерительного инструмента
§ Вид контролируемого параметра
§ Требуемая точность контроля
§ Требуемая степень автоматизации (тип производства), например, нутромер или калибр.
5) Выбор приспособления
v По возможности стандартное
v Схема базирования
v Схема закрепления
v Тип производства
v Если нет стандартного, ТЗ на спец-приспособление
6) Установление режимов обработки
1. Расчетный метод
2. По таблицам
7) Установление норм времени (производится по операциям)
25. Проектирование технологических операций.
Определение последовательности выполнения переходов.
Определяется возможность многоместной обработки:
· Многоместная обработка с одновременной установкой нескольких заготовок:
o Последовательная обработка
o Параллельная обработка
· Многоместная обработка с последовательной установкой нескольких заготовок:
Выбор оборудования
По виду метода выбирается тип станка. По особенностям формы и размеров определяется группа станков.
Выбор металлорежущего инструмента
Ø Тип инструмента (тип оборудование, содержание действия)
Ø Вид инструмента (определяется формой, размерами обрабатываемой поверхности, ее типом: открытая, неоткрытая)
Ø Марка металла режущей части (зависит от типа обрабатываемого материала, качества поверхности)
Ø Размеры инструмента
Выбор контрольно-измерительного инструмента
§ Вид контролируемого параметра
§ Требуемая точность контроля
§ Требуемая степень автоматизации (тип производства), например, нутромер или калибр.
Выбор приспособления
v По возможности стандартное
v Схема базирования
v Схема закрепления
v Тип производства
v Если нет стандартного, ТЗ на спец-приспособление
Установление режимов обработки
1. Расчетный метод
2. По таблицам
Установление норм времени (производится по операциям)
26. Производственный процесс в машиностроении. Основные характеристики машиностроительного производства.
Машиностроительное производство – производство, связанное с изготовлением машин:
v Получение заготовок
v Полуфабрикатов
v Изготовление деталей
v Сборка машин
v Испытание машин
v Консервация, упаковка
Производственный процесс – совокупность всех действий людей и орудий труда, которые необходимы на данном предприятии для изготовления (ремонта) продукции:
· Подготовка средств производства
· Обслуживание рабочих мест
· Получение заготовок
· Все стадии изготовления деталей
· Сборка
· Контроль
Основные характеристики машиностроительного производства:
1) Объем выпуска продукции показывает число изделий определенных наименований, типоразмеров, исполнений, выпускаемых в течение планируемого периода времени. Это фактический показатель.
2) Производственная мощность – расчетный показатель, характеризующий максимально возможный объем выпуска продукции.
3) Программа выпуска – планируемый (установленный) перечень изделий с указанием объема выпуска. Изготовление изделий осуществляется производственными партиями.
4) Производственный цикл – длительность всего процесса производства какого-либо изделия.
5) Такт выпуска – интервал времени, через который появляется новая единица продукции.
6) Ритм выпуска – величина, обратная такту.
27. Разработка маршрутов обработки отдельных поверхностей. Проектирование маршрута обработки изготовления детали.
Разработка маршрутов обработки отдельных поверхностей.
Деталь декомпозируется на технологические комплексы поверхностей (это могут быть плоскости, поверхности, уступы…)
Под каждую поверхность выбирается маршрут – последовательность применяемых технологических методов.
1) Ищется типовой маршрут справочной литературе
2) Проектируется маршрут
Начинают с последней операции, которая обеспечивает требования. Определяются исходные требования к качеству и точности поверхности, необходимые для реализации последнего (последующего) метода.
Однократная обработка может повысить точность на 1-2 квалитета и снизать шероховатость на 1-2 класса (в 2-4 раза).
ТО ухудшает точность и шероховатость на 1-2 квалитета (класса).
Разработка маршрута изготовления детали.
Задача – объединить переходы в операции.
Принципы группирования, например:
v Общность технологического метода
v Общность схем базирования (экономия времени)
v Принцип интеграции переходов для единичного производства (в одной операции побольше переходов, чтобы сократить время на снятие и установку…)
v Принцип дифференциации переходов для массового производства (чтобы повысить такт выпуска, использовать простое оборудование, низкоквалифицированный персонал)
Учитывается:
ü Разбиение по этапам обработки (заключительные переходы объединяются в конце ТП, в конечных операциях)
ü Допустимое количество инструментов на станке (если на станке 4 резца, тогда 4 операции)
ü Для массового производства – синхронизация по времени
Результатом данного этапа является ТП в маршрутном изложении.
Разработка технологических процессов сборки: основные задачи и последовательность проектирования.
Основные этапы:
1) Определение типа производства и установление метода работы и организационной формы сборки.
Методы работы – поточные и непоточные. Тип производства – единичное и массовое. Формы сборки – стационарная и подвижная (конвейерная: дискретная – в момент нахождения на позиции, непрерывная – по времени перемещения).
2)
2.1) Анализ КД, выявление основных технологических задач, выбор методов и средств контроля.
2.2) Размерный анализ – с целью выбора метода достижения заданной точности сборки (какая должна быть взаимозаменяемость).
3) Декомпозиция на СБ единицы. Можно формировать технологические СБ единицы, которые не входят в спецификацию.
4) Разработка технологических схем узловой и общей сборки. Указываются все технологические переходы, чтобы можно было собрать изделие.
5) Формирование операций (разработка маршрута сборки). Предыдущие переходы объединяются в операции по принципам:
o Однородные по своему характеру действия.
o После каждой операции должна быть технологически законченная работа.
o Особенно при поточной – синхронизация по продолжительности.
6) Проектирование сборочных операций. Определяется схема базирования и закрепления базового элемента (варить, паять…).
7) Выбор режимов сборки и расчет времени выполнения операций.
8) Выбор оптимального варианта сборки. (по техническим и экономическим показателям).
9) Оформление технологической документации. (ЕСТД)
Разработки единичного технологического процесса изготовления детали: основные задачи и последовательность проектирования
- Определение типа производства. По такту выпуска изделий. t=60Ф/Т, где Ф – годовой фонд времени [ч.], N –годовой объем выпуска [мин.]. По укрупненным нормативам определяется продолжительность наибольшей характерной операции обработки. Далее сравниваем t и tх. о. Если t<tх. о. => массовое производство. Технологический анализ КД и выявление основных технологических задач. Анализ исполняемых размеров: точности размеров, формы, допуски, шероховатость и т. д. Выявляются наиболее жесткие требования, обеспечение которых может вызвать проблемы в производстве. Анализ применяемой ТО. Составляем список требований и схемы контроля требований. Выбор общего плана обработки. На основании анализа устанавливаются этапы обработки. Гранью между этапами может быть ТО. Выбор технологических баз.
Принципы:
· Совмещения баз (технологической и измерительной, конструкторской тоже)
· Постоянство баз (по всему ТП – в идеале)
· Удобство установки и снятия заготовки
· Надежность и удобство закрепления
· Удобство подвода инструмента
Возможные случаи базирования:
1. Заготовка базируется на необрабатываемую поверхность (черная база) и обрабатывается за один установ.
2. Заготовка базируется при выполнении основной части ТП на обработанные несменяемые поверхности (чистые базы). Подготовку чистых баз проводят на первых операциях (обычно 1 или 2 операции) с базированием по черной базе (пример – изготовление вала).
3. То же самое, что и во 2-м, но перед чистовыми (отделочными) операциями чистые базы подвергаются дополнительной обработке (однократной или многократной), например, азотирование, цементация.
4. Заготовка базируется на различные последовательно сменяемые обработанные поверхности (обычно появляется погрешность базирования, т. е. случай нежелательный и если его не избежать, то при смене баз каждая следующая база должна быть более точной).
5. Заготовка базируется на многократно обрабатываемые последовательно сменяющие друг друга поверхности, обычно из 2. Например, фрезеруем -> переворачиваем -> фрезеруем -> переворачиваем… шлифуем.
Основные схемы базирования:
1) Детали не типа тел вращения
1. Базирование в угол
«-» малое кол-во свободных для обработки поверхностей
2. По плоскости и 2-м отверстиям (пальцы: цилиндрический и ромбический).
2) Детали типа тел вращения (обычно нужно отнять 5 степеней свободы)
1. Цилиндрическая поверхность и торец
2. Торец и цилиндрическая поверхность
«-» цилиндрическая поверхность или ее часть недоступна для обработки
3. Центровые отверстия и торец
- Разработка (выбор) маршрутов обработки отдельных поверхностей.
Деталь декомпозируется на технологические комплексы поверхностей (это могут быть плоскости, поверхности, уступы…)
Под каждую поверхность выбирается маршрут – последовательность применяемых технологических методов.
6) Ищется типовой маршрут справочной литературе
7) Проектируется маршрут
Начинают с последней операции, которая обеспечивает требования. Определяются исходные требования к качеству и точности поверхности, необходимые для реализации последнего (последующего) метода.
Однократная обработка может повысить точность на 1-2 квалитета и снизать шероховатость на 1-2 класса (в 2-4 раза).
ТО ухудшает точность и шероховатость на 1-2 квалитета (класса).
- Разработка маршрута изготовления деталей.
Задача – объединить переходы в операции.
Принципы группирования, например:
v Общность технологического метода
v Общность схем базирования (экономия времени)
v Принцип интеграции переходов для единичного производства (в одной операции побольше переходов, чтобы сократить время на снятие и установку…)
v Принцип дифференциации переходов для массового производства (чтобы повысить такт выпуска, использовать простое оборудование, низкоквалифицированный персонал)
Учитывается:
ü Разбиение по этапам обработки (заключительные переходы объединяются в конце ТП, в конечных операциях)
ü Допустимое количество инструментов на станке (если на станке 4 резца, тогда 4 операции)
ü Для массового производства – синхронизация по времени
Результатом данного этапа является ТП в маршрутном изложении.
- Расчет припусков и определение промежуточных размеров заготовки.
Припуск – слой материала, удаляемый в процессе обработки в целях достижения заданной точности и качества поверхности. Способы определения припуска:
Ø По нормативам (рекомендуется).
Ø Расчетно-аналитический. Расчет припусков на отдельные переходы (начиная с последнего).
, где
- микронеровности от предыдущего перехода;
- глубина дефектного слоя, вызванного воздействием на предыдущей операции;
- пространственное отклонение (погрешность формы или расположения поверхностей);
- погрешность установки на выполняемом переходе.
- Проектирование технологических операций.
Определение последовательности выполнения переходов.
Определяется возможность многоместной обработки:
Ø Многоместная обработка с одновременной установкой нескольких заготовок:
· Последовательная обработка
· Параллельная обработка
Ø Многоместная обработка с последовательной установкой нескольких заготовок:
Выбор оборудования
По виду метода выбирается тип станка. По особенностям формы и размеров определяется группа станков.
Выбор металлорежущего инструмента
Ø Тип инструмента (тип оборудование, содержание действия)
Ø Вид инструмента (определяется формой, размерами обрабатываемой поверхности, ее типом: открытая, неоткрытая)
Ø Марка металла режущей части (зависит от типа обрабатываемого материала, качества поверхности)
Ø Размеры инструмента
Выбор контрольно-измерительного инструмента
§ Вид контролируемого параметра
§ Требуемая точность контроля
§ Требуемая степень автоматизации (тип производства), например, нутромер или калибр.
Выбор приспособления
v По возможности стандартное
v Схема базирования
v Схема закрепления
v Тип производства
v Если нет стандартного, ТЗ на спец-приспособление
Установление режимов обработки
3. Расчетный метод
4. По таблицам
Установление норм времени (производится по операциям)
- Выбор оптимального варианта ТП.
1) Технические критерии
o Производительность
o Продолжительность изготовления
o Энергоемкость, …
2) Экономические критерии
Ø Себестоимость
1. Бухгалтерский метод расчета.
С = М + З + Ц
М – стоимость материала
З – з\п основных рабочих
Ц – цеховые накладные расходы:
§ з\п вспомогательных рабочих (заточники, слесари-ремонтники, крановщики, …)
§ расходы на поддержание жизнеспособности производства
§ энергия
§ амортизация
Ц устанавливается в % от з\п по факту.
1. Прямой метод расчета.
С = М + Зо + Зв + И + А + Е + …
М – стоимость материала
Зо – з\п основных рабочих
Зо – з\п вспомогательных рабочих
И – затраты на инструмент
А – амортизация по используемому в данном ТП оборудованию
Е – затраты на энергию.
Метод более точный, но трудоемкий
Ø Трудоемкость
Ø Станкоемкость
3) Эргономические критерии (учитываются редко, связаны с операциями ручного труда)
4) Экологические критерии
5) Эстетические критерии
- Оформление технологической документации.
ЕСТД (ГОСТ 3 ……..).
Формы описания ТП:
1) Маршрутное описание
- Номер и наименование операции (005, 010, …). Операция называется именем прилагательным по виду оборудования (токарная, фрезерная …) Краткое содержание операции
2) Операционное описание. Содержание операций описывается попереходно.
Расчет припусков и определение промежуточных размеров заготовки.Является одним из этапов проектирования ТП изготовления деталей машин:
- Определение типа производства Технологический анализ КД и выявление основных технологических задач. Выбор общего плана обработки Выбор технологических баз Разработка (выбор) маршрутов обработки отдельных поверхностей Разработка маршрута изготовления деталей Расчет припусков и определение промежуточных размеров заготовки Проектирование технологических операций Выбор оптимального варианта ТП Оформление технологической документации
Припуск – слой материала, удаляемый в процессе обработки в целях достижения заданной точности и качества поверхности. Способы определения припуска:
- По нормативам (рекомендуется). Расчетно-аналитический. Расчет припусков на отдельные переходы (начиная с последнего).
, где
- микронеровности от предыдущего перехода;
- глубина дефектного слоя, вызванного воздействием на предыдущей операции;
- пространственное отклонение (погрешность формы или расположения поверхностей);
- погрешность установки на выполняемом переходе.
Методы обеспечения точности сборки:
1) Метод полной взаимозаменяемости (автоматы, часы). Связано с жесткими полями допусков. Используется либо в массовом производстве, либо для простых изделий.
2) Неполная взаимозаменяемость. Точность сборки обеспечивается в большинстве комплектов собираемых деталей.
3) Групповая взаимозаменяемость (селективная сборка). Например, сборки цилиндра поршневой группы ДВС.
4) Пригонка. Точность замыкающего звена обеспечивается пригонкой одной из деталей, входящих в цепь (это может быть специальная деталь, например, размерные кольца).
5) Регулировка. Точность замыкающего звена обеспечивается изменением положения одной из собираемых деталей.
Основные погрешности сборочных соединений:
- Погрешности контактирования сопрягаемых поверхностей. Например – вал-втулка. Причины в погрешности формы сопрягаемых поверхностей и шероховатости. Приводит к:
Ø Снижению контактной жесткости;
Ø Потерям герметичности;
Ø Перекосам.
Меры борьбы:
Ø Применение деформируемых прокладок;
Ø Повышение точности изготовления собираемых деталей.
- Погрешность фиксации собираемых деталей относительно друг друга. Меры борьбы:
Ø Предусмотрение направляющих элементов на собираемых деталях (выступы, канавки, штифты).
Ø Выверка положения собираемых деталей (можно после провести фиксацию штифтами).
- Погрешность пригонки и регулировки. Погрешность от упругих деформаций собираемых деталей. Имеются ввиду контактные и объемные деформации. Причины в:
Нерациональности конструкции стыка;
Погрешностях формы сопрягаемых поверхностей;
Необоснованных сборочных усилиях.
Меры борьбы:
Рациональная последовательность сборки;
Расчет и обеспечение рациональных сборочных сил;
Рациональная конструкция стыка.
- Погрешность от тепловых деформаций собираемых деталей. Актуально при прецизионной сборке. Источниками тепла являются сборочные силы и тепло рук сборщика. Погрешность зазоров (натягов). До Н => зазор; Н-М => переходная; после М => натяг. Меры борьбы:
Ø Назначение рациональных полей допусков на собираемые детали;
Ø Изготовление 1-ой из деталей по результатам контроля другой;
Ø Изменение конструкции соединения (с регулируемым давлением в стыке).
- Погрешность, вносимая сборочным оборудованием и оснасткой.
Машиностроительное производство – производство, связанное с изготовлением машин. Машина – устройство, выполняющее мех. движения для преобразования энергии, материалов (обрабатываемые предметы, грузы) и информации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. Машины бывают:
- Энергетические (эл. двигатели, турбины, ДВС ); Рабочие (транспортные и технологические, автомобили тракторы и т. д.); Информационные (контрольные, контрольно-управляющие).
Каждая машина предназначена для выполнения определенных функций в определенном (заданном) диапазоне изменения условий ее эксплуатации.
Совокупность свойств, обуславливающих пригодность машины выполнять указанные функции в заданном диапазоне изменения условий эксплуатации – качество машины.
Стадии жизненного цикла изделия:
- НИОКР (исследование принципов действия и рабочих процессов). Проектирование (разработка КД). Конструирование (разработка КД). Технологическая подготовка производства (ТПП). Промышленное производство. Эксплуатация (функционирование). Ремонт и утилизация.
Качество машины формируется на первых пяти этапах.
Технологическая операция: структура, основные характеристики.
Технологическая операция – часть технологического процесса, выполняемая на 1 рабочем месте 1 рабочим или 1 группой рабочих над 1 или несколькими одновременно изготавливаемыми предметами труда. Операция включает в себя все действия рабочего и технологического оборудования. Содержание операций изменяется в широких пределах – от работы, выполняемой на отдельном станке (сборочной установке) до работы, выполняемой на автоматической линии (комплекс технологического оборудования), имеющей единую систему управления. Воспринимается как совокупность технологических (обеспечивают изменение состояния предметов труда) и вспомогательных (обеспечивают выполнение технологических переходов) переходов.
Кроме технологических операций различают также вспомогательные – транспортирование, контроль, маркирование и т. д.
Содержание, состав и последовательность тех. операций определяют структуру ТП. Последовательность, с которой производственная единица проходит по цехам, называют технологическим маршрутом (межцеховой и внутрицеховой).
Структура технологической операции:
- Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же СТО при постоянных технологических режимах. Может быть последовательным и параллельным. Вспомогательный переход связан с действиями для остальных переходов (снять-поставить, завернуть-отвернуть) и не сопровождается изменением свойств предмета труда. Рабочий ход – проход – законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки или наоборот. Сопровождается изменением формы, свойств заготовки. Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или сборочной единицы. Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой СЕ совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижных частей оборудования.
Технологические характеристики и особенности типов машиностроительных производств.
В зависимости от числа наименований, регулярности, стабильности, объема выпуска, сложности различают 3 типа производства.
Типы машиностроительных производств:
- Единичное производство. Характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых не планируется (тяжелое машиностроение, турбины). Оборудование универсальное, в том числе с ЧПУ, технологическая оснастка тоже универсальная, рабочие высококвалифицированные. Серийное производство. Характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимися партиями (станки, насосы, компрессоры). Оборудование специализированное и универсальное, станки с ЧПУ. Оснастка специальная, квалификация рабочих ниже, но появляется новая группа рабочих – наладчики оборудования. Массовое производство. Характеризуется большим объемом непрерывно выпускаемых изделий. Оборудование специальное автоматизированное или автоматическое. Рабочие низкой квалификации, но большое количество наладчиков высокой квалификации.
По характеру организации производства:
- Непоточное
Ø СТО располагаются в произвольном порядке;
Ø Для единичного, мелкосерийного производства;
Ø Оборудование располагается по технологическому признаку.
- Поточное
Ø Оборудование расставлено по ходу технологического процесса;
Ø Продолжительность выполнения технологической операции д. б. равна или кратна такту выпуска.
Основные характеристики машиностроительных производств:
- Объем выпуска продукции показывает число изделий определенного наименования, типоразмера, изготовленного в течение планируемого периода времени (1 год, 1 месяц). Производственная мощность – расчетный показатель, характеризующий максимально возможный объем выпуска продукции. Программа выпуска – планируемый перечень изделий с указанием объема выпуска. Производственный цикл – длительность всего процесса производства какого-л. изделия. Характеризует сложность изделия. Такт выпуска – интервал времени, через которое производится выпуск готовой продукции. Ритм выпуска – количество штук в единицу времени; величина, обратная такту выпуска. Коэффициент закрепления операций – отношение количества выполненных операций к количеству рабочих мест => Кзо = О/Р.
Кзо =< 1 – массовое производство,
Кзо = 1-40 – серийное -//-,
Кзо = 1-10 – крупносерийное -//-,
Кзо = 10-20 – среднесерийное -//-,
Кзо = 20-40 – мелкосерийное -//-,
Кзо > 40 – единичное -//-.
Технологический процесс: структура, основные характеристики.
Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению или определению состояния заготовки и изделия.
- ТП изготовления исходных заготовок. Превращение материала в исходные заготовки деталей машин заданных размеров и конфигурации путем литья, ОД, резки, сортового и специального проката; ТП термической обработки заготовок. Происходит структурное превращение материала заготовок, изменяющее его свойства; ТП механической (или другой) обработки заготовок. Наблюдается последовательное изменение состояния исходной заготовки до получения готовой детали; ТП сборки изделий. Образование разъемных и неразъемных соединений составных частей изделия.
Для осуществления любого ТП необходимо применение совокупности орудий производства, называемых СТО.
Технологическое обеспечение качества поверхностного слоя деталей машин.
Машины выходят из строя из-за причин, связанных с функционированием поверхностных слоев деталей машин и с несовершенством этих слоев. Технологические методы обработки заготовок, непосредственно связанные с проблемой точности, самым решающим образом влияют на качество поверхностных слоев и, следовательно, формируют качество самой машины.
«Качество поверхностного слоя» - единство трех показателей: шероховатости поверхности, ее волнистости и физико-механических характеристик слоя.
Шероховатость – совокупность микроследов сравнительно небольшого шага на базовой длине.
Волнистость – периодически чередующиеся неровности, шаг которых существенно превышает базовую длину, принятую для измерения шероховатости. Занимает промежуточное положение между шероховатостью и отклонением формы поверхностей.
Физико-механические свойства в поверхностных слоях заготовок и ДМ всегда отличаются от свойств в сердцевине. Это объясняется особенностями процессов, происходящих при изготовлении заготовок и деталей. Условия охлаждения отливок на поверхности отличаются от условий охлаждения в центре, воздействие режущего инструмента на поверхности и в центре деталей так же различно.
Качество поверхностного слоя оценивают также по числу дислокаций – различных дефектов и несовершенств кристаллической решетки.
Технологичность конструкции изделия: основные понятия, количественная и качественная оценка.
Технологичность конструкции изделия – совокупность свойств изделия, определяющая приспособленность его конструкции к достижению оптимальных затрат ресурсов при его производстве и эксплуатации для заданных показателей качества объема выпуска и условий выполнения работы. (Бывает производственная, эксплуатационная, ремонтная)
Требования к Т. изделия необходимы на всем жизненном цикле изделия, но они нередко противоречивы.
Потребительские свойства изделия:
- Функциональность – определяет, как изделия выполняют свою функцию. Надежность – безотказность, долговечность, ремонтоспособность. Эргономичность – удобство эксплуатации. Экологичность – нет угрозы для эксплуататора и окружающей среды.
Категории показателей Т.:
- По способу воздействия на конструкцию:
Ø Показатели преемственности. Преемственность – использование в новых конструкциях существующих и отработанных конструктивных и технологических решений.
ü Конструктивная преемственность – необходимо стремиться к максимальному использованию в конструкции изделия уже существующих узлов и деталей. Преимущества: сокращено время на проектирование, известно, как работают существующие компоненты. Недостаток: существующие компоненты могут устареть, их применение было на другом уровне.
ü Технологическая преемственность – стремление к максимальному использованию при производстве имеющихся методов обработки, оборудования, технологических процессов, приспособлений, инструментов с некоторой адаптацией. Недостаток: потеря конкурентных преимуществ с развитием техники.
Ø Показатели рациональности. Рациональность – комплекс свойств, обеспечивающих максимальное удобство изготовления данной конструкции в конкретных производственных условиях. Для различных стран разными будут условия изготовления, оборудование. Для различных типов производств будет тоже разной. И т. д.
- По этапу применения показателей (между следующими этапами показатели Т. противоречивы):
Ø На этапе изготовления.
Ø На этапе эксплуатации.
Ø На этапе ремонта.
Методы оценки Т.:
- Качественный – используется при сравнении и анализе, позволяет отбросить заведомо неудачные варианты или выявить в одном варианте самые существенные изъяны, чтобы их исправить. Метод экспертных оценок. Количественный – ведется по ряду критериев.
Ø Основные показатели => трудоемкость, материалоемкость, энергоемкость, хроноемкость, себестоимость.
Ø Вспомогательные показатели => коэффициенты, которые позволяют судить косвенно о Т., в сравнении с аналогом или без него. Например, коэффициент использования материала – Ки. м.=Мд/Мз <или= 1. Стремление приблизить Ки. м к 1, т. е. форму заготовки к форме детали, приводит к необходимости использовать специальные методы в рамках заготовительного производства. Чем метод лучше, тем он дороже, это нехорошо. По-другому: Ки. м=FPY*Мд/Мз, где FPY - % годных с первого предъявления.
Типовые и групповые технологические процессы: особенности и области применения.
В зависимости от условий производства и назначения применяют различные виды и формы ТП.
- Единичные ТП разрабатывают для оригинальных изделий, которые не имеют общих конструктивных и технологических признаков с изделиями, ране изготавливаемыми на предприятии. Унифицированные ТП создают для группы изделий, характеризующихся общностью конструктивных и технологических признаков. Их подразделяют на типовой и групповой. Типовой ТП характеризуется общностью содержания и последовательности большинства технологических операций группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. В группе деталей выделяют типовую деталь. Под типом понимают совокупность объектов одного класса, имеющих в определенных производственных условиях общий маршрутный ТП изготовления, т. е. процесс, осуществляемый одинаковыми методами. В пределах типа допускаются отклонения в порядке изготовления, возможны исключения и дополнения операций. Разработку типовых ТП осуществляют на уровне предприятия в соответствии с общими правилами разработки ТП. Групповой ТП предназначен для совместного изготовления или ремонта группы изделий. Состоит из комплекса групповых технологических операций и представляет собой процесс обработки заготовок различной формы на специализированных рабочих местах в последовательности изготовления определенной группы изделий. В группу объединяются детали, характеризуемые общностью типов оборудования. Процесс может идти при общей наладке или подналадках оборудования для отдельных заготовок. Разрабатываются для всех типов производства на уровне предприятия в соответсвии со стандартами. Перспективный ТП соответствует современным достижениям науки и техники, методы и средства этого процесса предстоит полностью или частично освоить на предприятии. Рабочий ТП выполняется по рабочей технологической или конструкторской документации. Его разрабатывают только на уровне предприятия для изготовления или ремонта какого-л. конкретного предмета производства. В качестве информационной базы используют перспективный, унифицированный или единичный ТП. Комплексный ТП включает в себя не только технологические операции, но и операции по перемещению, контролю, очистке заготовок. Используются при создании автоматических или автоматизированных производственных систем.
ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ ОТЛИЧИЕ между типовым и групповым процессами заключается в том, что типовая технология характеризуется общностью технологического маршрута, а групповая – общностью оборудования и оснастки.
Типы машиностроительных производств, их технологические характеристики и особенности.В зависимости от числа наименований, регулярности, стабильности, объема выпуска, сложности различают 3 типа производства.
Типы машиностроительных производств:
- Единичное производство. Характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых не планируется (тяжелое машиностроение, турбины). Оборудование универсальное, в том числе с ЧПУ, технологическая оснастка тоже универсальная, рабочие высококвалифицированные. Серийное производство. Характеризуется изготовлением изделий периодически повторяющимися партиями (станки, насосы, компрессоры). Оборудование специализированное и универсальное, станки с ЧПУ. Оснастка специальная, квалификация рабочих ниже, но появляется новая группа рабочих – наладчики оборудования. Массовое производство. Характеризуется большим объемом непрерывно выпускаемых изделий. Оборудование специальное автоматизированное или автоматическое. Рабочие низкой квалификации, но большое количество наладчиков высокой квалификации.
По характеру организации производства:
- Непоточное
Ø СТО располагаются в произвольном порядке;
Ø Для единичного, мелкосерийного производства;
Ø Оборудование располагается по технологическому признаку.
- Поточное
Ø Оборудование расставлено по ходу технологического процесса;
Ø Продолжительность выполнения технологической операции д. б. равна или кратна такту выпуска.
Основные характеристики машиностроительных производств:
- Объем выпуска продукции показывает число изделий определенного наименования, типоразмера, изготовленного в течение планируемого периода времени (1 год, 1 месяц). Производственная мощность – расчетный показатель, характеризующий максимально возможный объем выпуска продукции. Программа выпуска – планируемый перечень изделий с указанием объема выпуска. Производственный цикл – длительность всего процесса производства какого-л. изделия. Характеризует сложность изделия. Такт выпуска – интервал времени, через которое производится выпуск готовой продукции. Ритм выпуска – количество штук в единицу времени; величина, обратная такту выпуска. Коэффициент закрепления операций – отношение количества выполненных операций к количеству рабочих мест => Кзо = О/Р.
Кзо =< 1 – массовое производство,
Кзо = 1-40 – серийное -//-,
Кзо = 1-10 – крупносерийное -//-,
Кзо = 10-20 – среднесерийное -//-,
Кзо = 20-40 – мелкосерийное -//-,
Кзо > 40 – единичное -//-.
Установочные и направляющие элементы приспособлений.
Виды установочных элементов:
- Установка на плоские поверхности
Ø Точечные постоянные опоры. Устанавливают в корпус приспособления Н7/r6. Базирование по черным и предварительно обработанным базам. Изготавливают из инструментальных сталей + закалка ТВЧ. Для d=12 мм => У7, У8 + закалка, для d>12 мм => 20Х с цементацией + закалка.
Ø Опорные шайбы. Используются для базирования по чистым, окончательно обработанным поверхностям.
Ø Опорные пластины. Длина до 220 мм, ширина до 35 мм. Площадь опоры рассчитывается из расчета, чтобы давление на опору не превышало 40 МПа.
Ø Регулируемые опоры.
- Установка на наружные цилиндрические поверхности
Ø Призма. Используется, если заготовка не вращается. Обеспечивает высокую точность базирования хотя бы в одном направлении. Для черных баз используют точечные опоры, их легко сменить.
Ø Кулачки. Для обработанных поверхностей кулачки растачивают, для черных поверхностей используют рифленые кулачки. Для уменьшения контактных нагрузок используют втулки.
Ø Оправки разрезные.
Ø Гладкая втулка. Применяется для установки по точным поверхностям.
- Установка на внутренние цилиндрические поверхности
Ø Установочные цилиндрические пальцы. Происходит базирование заготовки по двум отверстиям и плоскости. Пальцы изготавливают: d до 16 мм => сталь У8, У8А; d > 16 мм => сталь 20Х с цементацией.
Ø Кулачки кулачковых патронов. Могут быть гладкие (базирование по чистой поверхности), могут быть рифленые (базирование по черной поверхности).
Ø Оправки.
ü Жесткие.
· С зазором. Преимущества: Сила закрепления передается через трение по торцу. Передают большие вращающие моменты. Недостатки: Из-за зазора возникает погрешность базирования, что ведет к отклонению от соосности.
· С натягом. Используются для чистой и обработанной поверхности, когда малые силы резания.
· Конические. Вращающий момент передается за счет заклинивания на конусе. Используется для заготовок Н7/Н8.
ü Разжимные.
· С разрезной конической втулкой. Используются для обеспечения соосности наружной и внутренней поверхностей. Базирование и силу закрепления обеспечивает коническая втулка. Недостаток: не очень высокая точность центрирования (обычно 0,1).
· С гофрированной втулкой. Гофра плотно надевается на оправку, точность до 3 мкм. Закрепляются заготовки 8-10 квалитетов.
· Гидропластовая оправка. В тонкостенной оболочке особый вид пластмассы. После закручивания втулка увеличивается в диаметре. Закрепляются заготовки 8-10 квалитетов.
- Установка на конические поверхности
Ø Центровые отверстия или базовые фаски.
ü Жесткие центры. Центр не вращается, но вращается заготовка. Это делается с целью повышения точности. Как правило делают задний центр срезанным для облегчения подвода инструмента.
ü Вращающиеся центры. Применяются только на токарных станках в качестве заднего центра. Недостатки: появляется погрешность вращения, а также низкая точность. Отнимают 2 степени свободы.
ü Плавающие центры. Обеспечивают базирование заготовки еще и по оси.
ü Рифленые центры. По-другому их называют поводковыми патронами. Их использование обусловлено тем, что необходимо передать вращающий момент. Используют для базирования по черным базам.
