Структура технологических операций

Производительность технологических операций в значительной степени зависит от их структур, определяемых количеством заготовок, одновременно устанавливаемых в приспособление или на станке (одно или многоместная обработка), и последовательностью работы инструментов при выполнении операций. Последовательное вступление инструментов в работу или последовательное расположение нескольких заготовок в приспособлении по направлению движения подачи характеризует структуру операции с последовательной обработкой. При параллельном расположении заготовок в приспособлении (перпендикулярно к направлению подачи) и при одновременной обработке нескольких поверхностей одной или нескольких заготовок формируется структура операции с параллельной обработкой. При многоместной обработке заготовок, расположенных в приспособлении в несколько рядов вдоль и поперек движения подачи, операция характеризуется как операция с параллельно-последовательной обработкой.

При одноместной параллельной обработке основное время выполнения отдельных переходов совмещается и общая продолжительность основного времени определяется длительностью лимитирующего (наиболее продолжительного) перехода.

Многоместные схемы обработки дают возможность совмещения как основного так и вспомогательного времени.

Многоместная параллельно-последовательная обработка с непрерывной установкой и сменой обрабатываемых заготовок на станке обеспечивает наивысшую производительность обработки, т.к. дает возможность осуществлять полное совмещение и перекрытие вспомогательного времени основным.

Стадия обработки – это часть технологического процесса, включающая однородную по характеру и точности обработку различных поверхностей и детали в целом. При механической обработке такими стадиями являются черновая, чистовая, тонкая и отделочная (табл. 17).

Таблица 17

Выбор стадий обработки поверхностей в зависимости от требований по точности и шероховатости

Целесообразность разделения технологического процесса на стадии обработки обуславливается необходимостью получения деталей заданной точности и рационального использования оборудования, так как это связано с числом и содержанием операций технологического процесса. На каждой стадии выполняют операции, обеспечивающие примерно одинаковую точность обработки. Таким образом, на первых стадиях совмещают окончательную обработку неточных поверхностей и предварительную обработку точных поверхностей, а окончательную обработку точных поверхностей (тонкую и отделочную) проводят в конце технологического процесса. Такое разделение процесса по стадиям позволяет выделить технологические комплексы поверхностей, которые следует обрабатывать совместно с использованием принципа единства баз, т.е. с одной установки. В такие комплексы обычно включают поверхности, связанные допусками на взаимное положение (относительные повороты, соосность, координатные размеры). Рационально также создавать технологические комплексы по экономическому принципу, добиваясь сокращения оперативного времени за счет последовательной и параллельной концентрации операций.

Предварительное содержание операций устанавливают объединением тех переходов на данной стадии обработки, которые могут быть выполнены на одном станке. На этом этапе проектирования устанавливают тип, размеры и модели оборудования для выполнения основных операций технологического процесса в зависимости от типа, габаритных размеров детали и заданного масштаба выпуска. При выборе оборудования обычно ориентируются для единичного производства на универсальные станки, для серийного – на универсальные станки, станки с ЧПУ и полуавтоматы, для крупносерийного и массового – на полуавтоматы, автоматы и автоматические линии.

При определении операций изготовления детали необходимо учитывать следующее.

Вспомогательные поверхности (мелкие отверстия, фаски, галтели и др.) обычно обрабатывают на чистовой стадии. В самостоятельные операции выделяют обработку зубьев, шлиц, групп отверстий или пазов.

Операции механической обработки увязывают с операциями термической и химико-термической обработок. Промежуточная термическая обработка при необходимости применяется после черновой стадии и заключается в нормализации стальных деталей для улучшения их обрабатываемости на чистовых операциях, а также для старения отливок с целью снятия остаточных напряжений в металле заготовки.

Окончательную термическую обработку выполняют в виде объемной или поверхностной закалки. Если окончательная термическая обработка заключается в объемной закалке детали до твердости выше HRC_э40, то эту операцию выполняют после чистовой обработки до шлифования. При необходимости цементации с последующей закалкой отдельных поверхностей детали применяют защитное омеднение тех поверхностей, которые не подлежат цементации или оставляют на них припуск, который снимают при дополнительной обработке после цементации, но до закалки.

В маршрутный технологический процесс включают второстепенные операции (обработку крепежных отверстий, слесарные операции, промывку и т.п.), а также определяют место контрольных операций.

После определения операций изготовления детали необходимо сформулировать наименование и содержание операций. Наименование операции определяется методом обработки и типом оборудования, принятым для его выполнения.

Содержание операции в соответствии с ГОСТ 3.1702-79 записывается в сокращенной форме: «подрезать торец», «точить фаску», «сверлить отверстие» и т.д.

На основании выбранного плана обработки формируется технологический маршрут изготовления детали, представляющий собой последовательность выполнения технологических операций (или уточнение последовательности по типовому или групповому признаку). При выстраивании последовательности выполнения операций в технологическом маршруте необходимо наряду с вышеизложенными рекомендациями дополнительно руководствоваться следующими положениями построения технологических маршрутов изготовления детали.

1. Технологический процесс целесообразно начинать с операций черновой обработки поверхностей, имеющих наибольшие припуски. При этом в самую первую очередь снимается припуск с тех поверхностей, на которых возможны литейные раковины, трещины и другие дефекты.

2. Дальнейший маршрут строится по принципу обработки сначала более грубых и затем более точных поверхностей; наиболее точные поверхности обрабатываются последними.

3. В конце маршрута выполняются второстепенные операции (сверление мелких отверстий, нарезание крепежных резьб, прорезка пазов, снятие фасок заусенцев).

4. Наиболее легко повреждаемые поверхности (наружные резьбы, особо точные шлифованные поверхности) обрабатываются в заключительной стадии техпроцесса.

5. Если деталь подвергается термической обработке, технологический маршрут механической обработки расчленяется на две части: до термической обработки и после нее, с целью предусмотрения в нем операций правки или повторной обработки отдельных поверхностей для обеспечения заданной точности и шероховатости.

6. В случае необходимости в технологическом маршруте должны быть предусмотрены отделочно-зачистные операции.

Работа по разработке технологического маршрута изготовления детали оформляется в виде текста с необходимыми таблицами и схемами.