Выбор оборудования для оснащения операций технологического процесса. Критерии выбора

Тип оборудования (станка) должен обеспечивать: точность обработки, заданное качество поверхностей и выполнение других технических требований к изготовляемой детали; производительность обработки, обеспечивающую заданную программу выпуска в условиях принятого типа производства (в поточном производстве с учетом такта выпуска); наименьшую технологическую себестоимость детали, т.е. максимальную экономичность и эффективность. При выборе варианта станка учитывают:

– соответствие основных размеров рабочей зоны станка размерам обрабатываемых заготовок или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок;

– соответствие производительности станка количеству деталей, подлежащих изготовлению в заданный период времени;

– возможность работы на оптимальных режимах резания, при которых загрузка станка по мощности должна быть не менее 80%, а по времени работы – 60–90%;

– возможность обработки детали или партии деталей за минимальное время с минимальной себестоимостью;

– наличие станка в цехе или реальную возможность его приобретения по минимальной отпускной цене.

При высокой степени концентрации операции выбирают многосуппортные или многошпиндельные станки. Решающим фактором при выборе того или другого станка является экономичность процесса обработки. Результаты экономичности должны быть представлены в виде отношений основных времен, штучных времен и приведенных затрат на выполнение работ различными методами. Лучшим вариантом считают тот, значения показателей которого минимальны. При выборе варианта оборудования учитывают также максимальное сокращение срока окупаемости затрат на механизацию и автоматизацию. Имеет значение также масса и конфигурация заготовки, степень концентрации операции и другие факторы.

Более сложным является вопрос об экономичности применения станков с ЧПУ. При обработке специальных заготовок особо сложной конфигурации целесообразность применения таких станков не вызывает сомнений, несмотря на их высокую стоимость. При обработке обычных деталей машиностроения использование станков с ЧПУ взамен токарных, револьверных, фрезерных, расточных и других в каждом отдельном случае должно быть обосновано тщательным экономическим анализом.

В условиях крупносерийного и массового производства часто представляется целесообразным выполнение операции на специальном станке. В таких случаях должно быть разработано задание на его проектирование. Одновременно должны учитываться возможности изготовления такого станка на самом предприятии или размещение заказа на специализированном заводе (например, на заводе агрегатных станков и т.п.).

Выбор рационального режущего инструмента

Для выполнения каждой проектируемой операции выбирают не- обходимый режущий инструмент. При этом руководствуются следующими соображениями: – инструмент должен обеспечивать требуемые точность и качество обработанных поверхностей, а также необходимую производительность и рентабельность. Применение того или иного инструмента диктуется следующими факторами: методом обработки поверхности, видами станка и технологической оснастки, конфигурацией и размерами заготовки, обрабатываемым материалом, типом и уровнем организации производства и пр. В единичном и серийном производстве предпочтение отдают более дешевому универсальному (покупному) инструменту; в крупносерийном и массовом – широко используют дорогой, но более производи- тельный специальный инструмент, изготовляемый в инструментальном цехе предприятия. В реальных условиях считаются с наличием или возможностью приобретения необходимого (подходящего) инструмента. 210 Режущие свойства инструмента подбирают с учетом условий и стадии выполнения операции. При окончательной и отделочной обработке конструкционных или легированных сталей и чугунов наиболее эффективными оказываются инструменты из сверхтвердых материалов; применяют, например, оксидную (белую), оксидно-карбидную (черную) или оксидно-натриевую металлокерамику, а также композиты: эльбор-Р (композит 01), гексанит-Р (композит 10) и другие, позволяющие вести обработку на скорости резания 1000 м/мин и выше. Для отделочной обработки цветных металлов и сплавов и других безуглеродистых материалов широко используют инструмент из синтетических и естественных алмазов. Применение для окончательной обработки инструмента из сверхтвердых материалов позволяет достигать необходимой точности и минимальной шероховатости поверхностей, не прибегая к процессам шлифования. Для предварительной и чистовой обработки сталей, при сравнительно спокойных процессах резания применяют титано-вольфрамовые твердые сплавы (T15K6, T5K10 и др.), а при наличии толчков и вибраций и при обработке чугуна – вольфрамовые твердые сплавы (ВК4, ВК8 и пр.). Инструментальные быстрорежущие стали типа Р6М5, Р9К5 (реже Р9 и P18) используют при низких скоростях резания и недостаточной мощности станка, а также для изготовления сложных фасонных инструментов, таких, как метчики, червячные и модульные фрезы, протяжки и др. Углеродистые инструментальные стали типа У7А, У10А и пр. применяют при изготовлении инструмента для ручных работ, например крейцмейселей, напильников, зубил. Выбранный для выполнения операции инструмент заносят в технологические карты. При заполнении технологических карт указывают наименование, характеристику и номер стандарта инструмента, а также материал его режущей части (например, сверло спиральное левое ∅10,5 ГОСТ 10902–77, Р6М5). При использовании нестандартного инструмента указывают номер его чертежа.