Понятие о сборке, виды соединений при сборке.

Технологичность конструкции применительно к построению ТП сборки

Сборка – образование соединений составных частей изделия. Сборочные работы составляют значительную долю общей трудоемкости изготовления машины. В зависимости от типа производства трудоемкость сборки составляет от (20...30)% в массовом и до (30...40)% в единичном производстве. Основная часть слесарно-сборочных работ представляет собой ручные работы, требующие больших затрат физического труда и высокой квалификации рабочих.

Сборка является заключительным этапом изготовления машин и в значительной степени определяет ее эксплуатационные качества. Одни и те же детали, соединенные при разных условиях сборки, могут значительно изменять долговечность их службы

Вышеизложенное показывает, что при изготовлении машины сборке принадлежит ведущая роль. Технологические процессы изготовления деталей в большинстве случаев подчинены технологии сборки машины. Следовательно, сначала должна разрабатываться технология сборки машины, а затем – технология изготовления деталей.

Основные виды сборочных соединений

Соединения могут быть разъемными или неразъемными. Различают следующие виды соединений:

Неподвижные разъемные;

Неподвижные неразъемные;

Подвижные разъемные;

Подвижные неразъемные.

Разъемные соединения допускают разборку без повреждения сопрягаемых и скрепляемых деталей.

Неразъемные соединения – такие, разъединение которых связано с повреждением или разрушением деталей.

К неподвижным разъемным соединениям относят: резьбовые, шпоночные, некоторые шлицевые, конические, штифтовые, профильные, соединения с переходными посадками.

К неподвижным неразъемным соединениям относят соединения, которые получают посадкой с гарантированным натягом, развальцовкой, отбортовкой, сваркой, пайкой, клепкой, склеиванием.

К подвижным разъемным соединениям относят соединения с подвижной посадкой.

К подвижным неразъемным соединениям относят подшипники качения, втулочно-роликовые цепи, запорные краны.

Проектирование технологических процессов сборки

В зависимости от условий, типа и организации производства сборка имеет различные организационные формы (поточную и непоточную, стационарную и подвижную, узловую и общую).

Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, содержащего действия по установке и образованию соединений, составных частей изделия.

Технологический процесс сборки обычно разрабатывают поэтапно:

В зависимости от объёма выпуска (заданной программы) устанавливается целесообразная организационная форма сборки, определяются её такт и ритм;

Осуществляется технологический анализ сборочных чертежей для отработки конструкции на технологичность;

Производятся размерный анализ конструкций, расчёт размера цепей и разрабатываются методы достижения точности сборки (полная, полная, групповая взаимозаменяемость, регулировка и пригонка);

Определяется целесообразная степень дифференциации или концентрации сборочных операций;

Устанавливается последовательность соединения всех сборочных единиц и деталей изделия и составляются технологические схемы узла и общей сборки;

Разрабатываются (или выбираются) наиболее производительные экономичные и технически обоснованные способы сборки, способы контроля и испытаний;

Разрабатываются (или выбираются) необходимое технологическое или вспомогательное оборудование и технологическая оснастка (приспособления, режущий инструмент, монтажное и контрольное оборудование);

Производятся техническое нормирование сборочных работ определение экономических показателей;

Разрабатывается планировка оборудование, рабочих мест и является техническая документация на сборку.

Одним из основных этапов проектирования, в большой степени определяющих эффективность технологических процессов сборки является определение технологичности конструкции. В соответствии со стандартами ЕСТПП требования к технологичности сборочной единицы разбиты на 3 группы:

1. требования к составу сборочной единицы;

2. требования к конструкции соединения составных частей;

3. требования к точности и методу сборки.

Требования к составу сборочной единицы:

Сборочная единица должна расчленяться на рациональное число составных частей с учетом принципа агрегатирования;

Конструкция сборочной единицы должна обеспечивать возможность компоновки из стандартных и унифицированных частей;

Сборка изделия не должна обуславливать применение сложного техно­логического оснащения;

Виды используемых соединений, их конструкции и месторасположе­ние должны соответствовать требованиям механизации и автоматизации сбо­рочных работ;

В конструкции сборочной единицы и ее составных частей, имеющих массу более 20 кг должны предусматриваться конструктивные элементы для удобного захвата грузоподъемными средствами, используемыми в процессе сборки, разборки и транспортирования;

Конструкция сборочной единицы должна предусматривать базовую составную часть, которая является основой для расположения остальных со­ставных частей;

Компоновка конструкции сборочной единицы должна позволять производить сборку при неизменном базировании составных частей;

В конструкции базовой составной части необходимо предусматривать возможность использования конструктивных сборочных баз в качестве технологических и измерительных;

Компоновка сборочной единицы должна обеспечивать общую сборку без промежуточной разборки и повторных сборок составных частей;

Компоновка составных частей сборочной единицы должна обеспечи­вать удобный доступ к местам, требующим контроля, регулировки и проведе­ния других работ, регламентированных технологией подготовки изделия к функционированию и технического обслуживания;

Компоновка сборочной единицы должна предусматривать рациональ­ное расположение такелажных узлов, монтажных опор и других устройств для обеспечения транспортабельности изделия.

Требования к конструкции соединений составных частей:

Количество поверхностей и мест соединений составных частей в об­щем случае должно быть наименьшим;

Места соединений составных частей должны быть доступны для механизации сборочных работ и контроля качества соединений;

Соединение составных частей не должно требовать сложной и необоснованно точной обработки сопрягаемых поверхностей;

Конструкции соединений составных частей не должны требовать дополнительной обработки в процессе сборки.

Требования к точности и методу сборки:

Точность расположения составных частей должна быть обоснована! взаимосвязана с точностью изготовления составных частей;

Выбор места сборки для данного объема выпуска и типа производств должен производиться на основании расчета и анализа размерных цепей;

Расчет размерных цепей следует производить, используя методы ма симума-минимума – метод полной взаимозаменяемости, или, основанный в теории вероятностей, метод неполной взаимозаменяемости.

В качестве примечания можно отметить, что стандарт рекомендует применять метод максимума-минимума только при расчете коротких размерных цепей (менее пяти) с высокой точностью замыкающего звена или многозвенных размерных цепей с малой точностью замыкающего звена.

В большинстве случаев, при решении сборочных размерных цепей рекомендуется применять метод неполной взаимозаменяемости.

В зависимости от типа производства используются также другие метод достижения точности замыкающего звена:

Метод групповой взаимозаменяемости;

Метод регулирования;

Метод пригонки.

Метод полной взаимозаменяемости экономично применять в крупносерийном и массовом производстве. Основан метод на расчете размерных цепей на максимум - минимум. Метод прост и обеспечивает 100 %-ую взаимозаменяемость. Недостаток метода – уменьшение допусков на составляющие звенья, что приводит к увеличению себестоимости изготовления и трудоемкости.

Метод неполной взаимозаменяемости заключается в том, что допуски на размеры деталей, составляющие размерную цепь, преднамеренно расширяют для удешевления производства. В основе метода лежит положение теории вероятности, согласно которому крайние значения погрешностей, составляющих звеньев размерной цепи встречаются значительно реже, чем средние значения. Такая сборка целесообразна в серийном и массовом производствах при много­звенных цепях.

Метод групповой взаимозаменяемости применяют при сборке соединений высокой точности, когда точность сборки практически недостижима методом полной взаимозаменяемости (например, шарикоподшипники). В этом случае детали изготовляют по расширенным допускам и сортируют в зависимости от размеров на группы так, чтобы при соединении деталей, входящих в группу, было обеспечено достижение установленного конструктором допуска замы­кающего звена.

Недостатками данной сборки являются: дополнительные затраты на сортировку деталей по группам и на организацию хранения и учета деталей; усложнение работы планово-диспетчерской службы.

Сборка методом групповой взаимозаменяемости применяется в массовом и крупносерийном производствах при сборке соединений, обеспечение точности которых другими методами потребует больших затрат.

Сборка методом пригонки трудоемка и применяется в единичном и мелкосерийном производствах.

Исходные данные для проектирования технологических процессов сборки

Технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, содержащая действия по установке и образованию соедине­ний составных частей изделия (ГОСТ 23887-79).

Исходными данными для технологического процесса сборки являются:

Описание изделия и его служебное назначение;

Сборочные чертежи изделия, чертежи сборочных единиц, спецификации деталей, входящих в изделие;

Рабочие чертежи деталей, входящих в изделие;

Объем выпуска изделий.

При проектировании технологического процесса для действующего предприятия необходимы дополнительные данные о сборочном производстве:

Возможность использования имеющихся средств технологического оснащения, целесообразность их приобретения или изготовления;

Местонахождение предприятия (для решения вопросов по специализации и кооперированию, снабжению);

Наличие и перспективы подготовки кадров;

Плановые сроки подготовки освоения и выпуска изделия.

Кроме изложенных выше данных необходима руководящая и справочная информация: паспортные данные оборудования и его технологические возмож­ности, нормативы времени и режимов, стандарты на оснастку и т.д.

Этапы и последовательность проектирования технологического процесса сборки

Технологический процесс сборки разрабатывают в следующей последовательности:

Установление серийности и целесообразности организационной формы сборки, определение ее такта и ритма;

Анализ сборочных чертежей на технологичность конструкции;

Выбор метода достижения точности сборки на основе анализа и расчета размерных цепей (полная, неполная, групповая взаимозаменяемость, ре­гулировка, пригонка);

Определение целесообразной степени дифференциации или концентрации сборочных операций;

Установление последовательности сборки, составление схемы общей сборки и сборки отдельных сборочных единиц;

Выбор способа сборки, контроля и испытаний,

Выбор технологического оборудования и оснастки, проектирование специальных средств технологического оснащения (при необходимости);

Нормирование сборочных работ;

Расчет экономических показателей сборки,

Разработка планировки оборудования и рабочих мест;

Оформление технологической документации.

Организационные формы сборки

В зависимости от условий, типа и организации производства сборка может иметь различные организационные формы (рис 10.1).

По перемещению собираемого изделия сборка подразделяется на стационарную и подвижную, по организации производства - на непоточную и поточную.

Непоточная стационарная сборка отличается тем, что весь процесс сборки выполняется на одном рабочем месте, куда поступают все детали и сборочные единицы. Стационарная сборка может осуществляться без расчленения (принцип концентрации) и с расчленением (принцип дифференциации) сборочных операций.

В первом случае вся сборка изделия выполняется одной бригадой рабочих последовательно. Область применения стационарной неподвижной сборки без расчленения работ - единичное и мелкосерийное производство тяжелого маши­ностроения, экспериментальные и ремонтные цехи.

Во втором случае производится параллельно сборка каждой сборочной единицы и общая сборка разными бригадами. Непоточная стационарная сборка с расчленением сборочных работ применяется в серийном производстве средних и крупных машин и имеет ряд преимуществ перед сборкой без расчленения: сокращаются длительность цикла сборки, трудоемкость и снижается себестоимость. Однако применение сборки с расчленением возможно, только если конструкция изделия позволяет разделить его на сборочные единицы, которые могут быть собраны независимо друг от друга.

Непоточная подвижная сборка отличается тем, что рабочие, выполняющие операции сборки, находятся на своих рабочих местах, а собираемое изделие перемещается от одного рабочего места к другому. Перемещение изделий может быть свободным или принудительным. Организация подвижной сборки возможна только на основе расчленения сборочных работ. Продолжительность выполнения каждой операции сборочного процесса неодинакова. Для компенса­ции разности времени выполнения операций создаются межоперационные заде­лы. Непоточная подвижная сборка применяется в среднесерийном производстве.

Подготовка деталей к сборке

Подготовка деталей к сборке включает в себя:

1. очистку и мойку собираемых деталей и узлов;

2. пригонку, если она необходима.

Чистота деталей и узлов – одно из условий достижения высокого качества как сборки изделий, так и их функционального назначения.

Металлические опилки, мельчайшие кусочки стружки, остатки обтирочных материалов, абразивный порошок, попадая в отверстия или каналы деталей, могут впоследствии, при работе машины, попадать со смазкой в подшипники или зазоры других подвижных соединений и вызывать их интенсивный износ и задиры. В качестве примера можно привести предъявленные претензии и отказ от дальнейшего приобретения судовых дизелей Брянского машиностроительного завода в 70 – е годы Федеративной Республикой Германии. Одной из причин этого демарша явилось обнаружение задиров и стружки в коренных подшипниках коленчатого вала в приобретенном судовом дизеле.

Для предотвращения этого детали и узлы в процессе сборки проходят специальные операции – очистки и мойки. Эти операции достаточно трудоемкие, и на их выполнение расходуется до 10 % времени, затрачиваемого на изготовление деталей.

Очистка узлов и деталей от слоя антикоррозионной смазки, следов краски на поверхностях и других твердых загрязнений может быть осуществлена механическим путем, при помощи приводных и ручных щеток, с последующей мойкой и обдувкой сжатым воздухом.

Для мойки деталей используются различные способы:

1. химический (мойка с окунанием и струйная мойка с применением органических растворителей);

2. электрохимический (в спокойном или принудительно возбуждаемом электролите);

3. ультразвуковой.

В серийном и массовом производствах используются специальные моечные машины (однокамерные, двухкамерные и трехкамерные), в которых процесс мойки деталей и узлов осуществляется в закрытом пространстве без участия рабочего.

Большую роль в обеспечении чистоты деталей и узлов на сборке играет обдувка их сжатым воздухом, которую целесообразно производить перед каждой сборочной операцией.

Пригонка деталей при сборке обычно осуществляется в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Пригоночные работы при сборке выполняются с помощью механизированных универсальных и специализированных инструментов с электрическим, пневматическим и, реже, гидравлическим приводом.

Процесс пригонки может включать в себя следующие технологические операции:

1. опиливание и зачистку;

2. притирку;

3. полирование;

4. шабрение;

5. сверление;

6. развертывание;

7. торцование и шарошение;

Опиливание и зачистка производится вручную или с использованием механиче­ских инструментов. Характерными примерами этих работ являются следующие:

1) опиливание детали по контуру для снятия неровностей, забоин, заусенцев;

2) снятие припуска на детали - комплексаторе под размер, предусмотренное технологией сборки;

3) устранение дефектов на поверхности детали (сколов, царапин) в тех случаях, когда исправление допускается техническими условиями. Во всех случаях после опиливания оверхность зачищают. Инструментами при опиливании и зачистке обычно служат напильники, надфили, абразивные круги, головки и бруски.

Для механизации работ по опиливанию и зачистке целесообразно использовать верстачные или передвижные установки с гибким валом, приводящие в движение специальные напильники или абразивные головки.

Притирку при сборке применяют в тех случаях, когда необходимо получить точный размер деталей за счет снятия очень малого припуска или для достижения плотного прилегания поверхностей, обеспечивающего гидравлическую непроницаемость соединения. Точность размеров, достигаемых при притирке, до 0,1 мкм. В качестве примера можно привести притирку плунжерных пар.

Существует два способа притирки деталей:

1. одной детали по другой (притирка клапанов, пробок и др.);

2. каждой из деталей по притиру (детали топливной аппаратуры, крышки, торцы, фланцы и буртики в плотных сопряжениях).

Полирование применяют при сборке для достижения меньшей шероховатости поверхностей, подвергавшихся опиливанию или зачистке.

Для полирования применяют механизированные шлифовальные или быстроходные сверлильные машинки, используя их в качестве верстачной установки. При большом объеме полировальных работ применяют ручные полировальные машины с эластичным кругом, работающим торцовой поверхностью.

Шабрение плоских поверхностей (плоскости разъема, направляющие) или цилиндрических поверхностей (вкладыши подшипников, втулки и др.) при сборке производят для обеспечения плотности прилегания и увеличения контурной площади контакта. Шабрение при сборке осуществляют шаберами вручную.

Сверление при сборке применяют:

1. когда требуемая точность совмещения отверстий достигается проще всего путем обработки двух или более деталей в сборке;

2. если место сверления труднодоступно для обработки на станке, а отверстие не­большого диаметра и может быть просверлено с помощью механизированного инструмента;

3. когда сверление не было предусмотрено при механической обработке (например, для постановки пробок, при обнаружении пористости в литых деталях: станине, картере, блоке, различных корпусах и т.д.), если это допускается техническими требованиями.

Сверление в сборочных цехах производится:

На сверлильных станках, установленных на фундаменте вблизи линии сборки;

Для отверстий < 12 мм применяют переносные приспособления или небольшие станки на колонках;

Электрическими и пневматическими сверлильными головками.

Развертывание применяется при сборке для получения требуемой посадки в соединении или для обеспечения соосности отверстий монтируемых деталей.

Для механизации процесса развертывания применяют электрические или пневматические сверлильные машинки с дополнительными редукторами, понижающими число оборотов до 30 ... 50 в мин.

Торцевание и шарошение применяют при необходимости в процессе сборки зачистить базовые плоскости под опорные части фланцев, шайб, гаек, упоров, а также для снятия части материала бобышек, втулок и штуцеров при подгонке этих элементов деталей по высоте.

Торцование производят торцовыми фрезами, а шарошение коническими фрезами-шарошками. Операции торцевания и шарошения целесообразно выполнять с помощью пневматической или электрической сверлильной машинки или же на сверлильных станках.

Гибочные работы при сборке машин выполняют главным образом в связи с пригонкой различных трубопроводов, а также для стопорения соединения деталей (шплинты и т.д.).

Медные и латунные трубки малого диаметра (до 8 мм) при больших радиусах закругления (более 10 ... 12 диаметров), обычно гнут вручную в холодном состоянии. Трубопроводы с d = 8 ... 14 мм изгибают с надетой на место сгиба стальной пружиной. При больших диаметрах такая пружина вставляется внутрь трубы. Трубы диаметром > 20 мм гнут после наполнения их песком или расплавленной канифолью. Это делается, чтобы сохранить поперечное сечение трубы и предотвратить ее от появления микротрещин.

Стальные трубы диаметром до 10 мм гнут без нагрева и без наполнителя, трубы больших размеров гнут в горячем состоянии.

Ответы.

Исходная информация и последовательность проектирования технологических процессов.

Технологические процессы разрабатываются при проектировании новых, реконструкция действующих предприятий, а также при организации производ­ства новых изделий на действующих предприятиях. При этом принятые вариан­ты являются основой для всех технико-экономических расчетов и проект-ных решений. Уровень разработки технологические процессов определяет уровень работы предприя-тия. Кроме того, технологические процессы разрабатываются и корректируются в условиях действую-щих предприятий при выпуске освоен­ной продукции. Это вызывается непрерывными конструктивны-ми усовершенствованиями изделий, необходимостью систематического использования и внедрения в действующее производство достижений науки и техники путем разра­ботки и проведения организацио-нно-технических мероприятий, необходимо­стью ликвидации «узких» мест производства.

Исходные данные для проектирования технологических процессов

Исходные данные (информация) для проектирования технологических процессов подразделяют на: ба-зовые; руководящие; справочные. Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкто-рской документации на изделие и программу выпуска: чертеж детали с техническими требованиями на изготовление; чертежи сборочных единиц, определяющие служебное назначение дета­лей и их отдель-ных поверхностей; условия работы деталей; объем выпуска; плановые сроки выпуска. Руководящая информция предопределяет подчиненность принимаемых решений стандартам, учет перспективных разработок. Руководящая информация включает: стандарты, устанавливающие требования к техноло-гическим процессам и методам управления ими; стандарты на оборудование и оснастку; документацию на действующие единичные, типовые и групповые техно­логические процесссы, классификаторы техни-ко-экономической информации; производственные инструкциями, материалы по выбору технологичес-ких нормативов (режимов обработки, припусков, норм расхода материалов и др.); документацию по охране труда. К справочной информации относятся: опыт изготовления аналогичных изде­лий, методи-ческие материалы и нормативы, результаты научных исследований Справочная информация включает: данные, содержащиеся в технологической документации опытного производства; описание прогрессив-ных методов изготовления и ремонта; каталоги, паспорта, справочники; альбомы компоновок прогресс-сивных средств технологического оснащения, планировки производственных участков; методические материалы по управлению технологическими процессами Обширная справочная информация содер-жится также в учебниках, учебных пособиях, методических указаниях, монографиях и периодических изданиях. При проектировании технологических процессов для действующих пред­приятий должна учитываться общая производственная обстановка: наличие площадей; состав и степень загрузки обору-дования; наличие технологической оснастки; обеспеченность предприятия квалифицированной рабо-чей силой и др.

Последовательность проектирования технологических процессов изготовления деталей машин.

Процесс технологического проектирования содержит ряд взаимосвязанных и выполняемых в опреде-ленной последовательности этапов. К ним относятся: анализ исходных данных; технологический кон-троль чертежа; определение типа и организационной формы производства; выбор вида исходной заго-товки и метода ее получения; выбор вида технологического процесса; разработка технологического кода детали на основе технологического классификатора; выбор технологических баз и схем базирова-ния заготовки; выбор методов обработки поверхностей заготовки; проектирование маршрута обработ-ки; разработка структуры операций; выбор средств технологического оснащения (оборудования, прис-пособ­лений, режущих и измерительных инструментов); назначение и расчет режимов обработки, наз-начение и расчет припусков и операционных размеров: нормирование технологического процесса и определение квалификации работы; выбор средств механизации и автоматизации элементов техноло-гического процесса и средств внутри-цехового транспорта; составление планировки (по необходимос-ти) и разработка операций перемещения деталей и отходов; разработка мероприятий по обеспечению требований техники безопасности и производственной санитарии; комплексная технико-экономическая оценка технологического процесса; оформление технологической документации.

Проектирование типовых и групповых технологических процессов.

Типовой ТП - это технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой ТП - это технологический процесс изготовления группы изде­лий с разными конструктив-ными, но общими технологическими признаками.

Технология изготовления тел вращения.

К валам относят детали, образованные наружными и внутренними поверхностями вращения; имеющи-ми одну общую прямолинейную ось при отношении длины цилиндрической части к наибольшему на-ружному диаметру более двух. Валы классифицируются по различным признакам: По форме наруж-ных поверхностей : бесступенчатые; ступенчатые; с фасонными частями (конусами, шлицами, флан-цами, зубчатыми вен­цами, кулач-ками, рейками и т. п.). По форме внутренних поверхностей : сплош-ные; полые. По соотношению размеров : жесткие: нежесткие. Жесткими считаются валы, у которых отношение длины к диаметру не превышает 10... 12. Валы с большим соотношением называют нежест-кими. Особую группу составляют коленчатые, кулачковые валы, шпиндели и крупные валы (диамет-ром более 200 мм и массой более 1 т.).

Основные технологические задачи при обработке валов следующие : выдержать точность и шеро-ховатость поверхностей, выдержать прямолинейность общей оси; выдержать концентричность повер-хностей вращения; выдержать соосность резьб с наружными поверхностями или точными внутренними цилиндрическими отверстиями; обеспечить параллельность шпоночных канавок и шлицев оси вала.

Основные схемы базирования

Основными конструкторскими базами большинства валов являются поверхности опорных шеек. Одна-ко использовать их в качестве технологических баз для обработки наружных поверхностей на всех опе-рациях затруднительно. Для условия сохранения единства и постоянства баз за технологические базы принимают поверхности центровых отверстий.Для исключе­ния погрешности базирования при выдер-живании длин ступеней от торца вала необходимо в качестве опорной технологической базы использо-вать торец заго­товки. С этой целью заготовку устанавливают на плавающий передний центр. Передача крутящего момента при установке вала в центрах осуществляется с помощью поводкового патрона или хомутика.

Технология изготовления втулок

К втулкам относят детали, образованные наружными и внутренними по­верхностями вращения, имею-щими одну общую прямолинейную ось при отно­шении длины цилиндрической части к наибольшему наружному диаметру бо­лее 0,5 и менее или равное 2.

Технологические задачи при обработке втулок заключаются в достижении концентричности наруж-ных и внутренних поверхностей и перпендикулярности торцев к оси отверстия. При изготовлении тон-костенных втулок возникает до­полнительная задача закрепления заготовки и ее обработке без дефор-маций.

Основные схемы базирования

Технологические маршруты обработки втулок в зависимости от их точно­сти и конфигурации строятся по одному из трех вариантов:1 Обработка наружных поверхностей, отверстий и торцев за один уста-нов. Применяется для изготовления мелких втулок, не обработанных термически, из прутка или трубы на токарно-револьверных автоматах, одношпиндельных или многошпиндельных токарных автоматах. Технологическая база – наружная по­верхность и торец прутка. 2 Обработка всех поверхностей за два установа или за две операции с ба­зированием при окончательной обработке наружной поверхности по отверстию (обработка от центра к периферии). Применяется в тех случаях, когда точность внутреннего отверстия задана чертежом выше, чем наружной поверхности. В этом случае порядок черновых перехо-дов строго не регламентируется.При чис­товой обработке сна чала обрабатывается отверстие Обрабо-танное отверстие принимается за технологическую базу (при помощи оправки) и окончательно обраба-тывается наружная поверхность. 3. Обработка всех поверхностей за два установа или за две операции с ба­зированием при окончательной обработке по наружной поверхности (обработка от периферии к цен-тру) Применяется в случаях, когда точность наружных по­верхностей по чертежу выше, чем у внутрен-него отверстия. Порядок черновых переходов - любой. При чистовой обработке сначала обрабатывает-ся наружная поверхность. Эта поверхность принимается за технологическую базу (в патроне) и обраба-тывается внутреннее отверстие. При выборе схемы базирования следует отдавать предпочтение базиро-ва­нию по отверстию (обработка от центра к периферии).

Малярная (для литья).

Токарная: Расточить отверстие с припуском под последующую обработку и подрезать торец.

Технологическая база - черная поверхность обода или ступицы и торец Выполняется в зависимости от конструкции и типа производства на токарном, револьверном или карусельном станке.

Токарная. Подрезать второй торец.

Технологическая база - обработанные отверстия и торец.

Протяжная: Протянуть цилиндрическое отверстие Технологическая база - торец Станок-вертикаль-но-протяжной.Протяжная или долбежная: Протянуть или долбить шпоночный паз. Технологическая база отверстие и торец.Станок - вертикально-протяж­ной или долбежный.

Токарная(черновая ): Точить наружный диаметр и торцы обода, точить клиновидные канавки. Технологическая база - отверстие. Станок токарный или многорезцовый токарный.

Токарная (чистовая ): Точить наружный диаметр и канавки. Технологическая база – отверстие. При криволинейной образующей точе­ние производится на токарно-копирова-лъном станке или токарном станке по копиру.

Сверлильная: Сверлить отверстие и нарезать резьбу (если требуется по чертежу). Тех-нологическая база – торец. Станок - сверлильный.Балансировочная : Балансировка и высверливание отверстий для устранения дисбаланса. Технологическая база - отверстие. Станок балансировочный.

Шлифовальная : Шлифование ступиц (если требуется по чертежу). Технологическая база - отверстие и торец, станок - круглошлифовальный.

Основные схемы базирования

У колес со ступицей (одновенцовых и многовенцовых) с достаточной дли­ной центрального базового отверстия (L/D>1) в качестве технологических баз используют: двойную направляющую поверхность отверстия и опорную базу в осевом направлении – поверхность торца. У одновенцовых колес типа дис-ков (L/D<1) длина поверхности отверстия недостаточна для образования двойной направляющей базы. Поэтому после обработки отверстия и торца установочной базой для последующих операций служит торец, а поверхность отверстия-двойной опорной базой. У валов-шестерен в качестве технологических баз используют, как правило, поверхно­сти центровых отверстий.На первых операциях черновыми тех-нологическими базами являются на­ружные необработанные «черные» поверхности. После обработки отверстия и торца их принимают в качестве технологической базы на большинстве опера­ций. Колеса с нарезанными зубьями после упрочняющей термообработки при шлифовании отверстия и торца (испра-вление технологических баз) базируют по эвольвентной поверхности зубьев для обеспечения наибо-льшей соосности на­чальной окружности и посадочного отверстия. Для обеспечения наилучшей кон-центричности поверхностей вращения колеса применяют следующие варианты базирования. При обра-ботке штампованных и литых заготовок на токар­ных станках за одну установку заготовку крепят в ку-лачках патрона за черную поверхность ступицы или черную внутреннюю поверхность обода. При обра­ботке за две установки заготовку сначала крепят за черную поверхность обода и обрабатывают отверстие, а при второй установке заготовки на оправку обраба­тывают поверхность обода и другие поверхности колеса.

Основные схемы базирования

Схемы базирования корпусных деталей зависят от выбранной последова­тельности обработки. При обработке корпусов используются следующие после­довательности :

а) обработка от плоскости, т.е. сначала обрабатывают окончательно уста­новочную плоскость, затем ее принимают за установочную технологическую базу и относительно нее обрабатывают основные отверстия;

б) обработка от отверстия, т.е. сначала обрабатывают окончательно основ­ное отверстие, оно принима-ется за технологическую базу, а затем от него обра­батывают плоскость.

Более точной является обработка от отверстия, поскольку позволяет иметь равномерный припуск при его обработке. Такая последовательность применяет­ся для корпусов с точными отверстиями больших размеров и точными расстоя­ниями от плоскости до основ-ного отверстия (например, корпус задней бабки токарного станка).При обработке от плоскости труднее выдержать два точных размера-диа­метр отверстия и расстояние от его центра до плоскости ввиду возможности по­лучения неравномерного припуска на обработку отверстия. Корпусные детали базируют, выдерживая принципы постоянства и совме­щения баз. При обработке корпусных деталей призматического типа применяют следующие основные виды базирования: а) по трем плоскостям, образующим координатный угол; б) по плоскос-ти и двум точным отверстиям.

Базирование по трем плоскостям применяется редко ввиду ограниченности доступности к поверхнос-тям корпуса для обработки и необходимости в переус­тановках заготовки для обработки поверхностей, закрытых зажимными элемен­тами приспособления. Наибольшее распространение получило базирова-ние по плоскости и двум отверстиям, как правило, развернутыми по 7-му квалитету точности. У дета-лей фланцевого типа при базировании используют торец фланца и два отверстия, одно из которых мо-жет быть выточкой в торце, а второе - малого диаметра во фланце.

Подготовительные операции

Термическая: Отжиг (низкотемпературный) для уменьшения внутренних напряжений.

Обрубка и очистка заготовки : У отливок удаляют литники и прибыли: на прессах, ножницах, ленточ-ными пилами, газовой резкой и т.д. Очистка отливок от остатков формовочных сме­сей и зачистка свар-ных швов у сварных заготовок производится дробеструйной или пескоструйной обработкой.

Малярная: Грунтовка и окраска необрабатываемых поверхностей (для деталей не под­вергаемых в да-льнейшем термообработке) Операция производится с целью предохранения попадания в работающий механизм корпуса чугунной пыли, об­ладающей свойством «въедаться» в неокрашенные поверхности при механиче­ской обработке.

Контрольная: Проверка корпуса на герметичность. Применяется для корпусов, заполняемых при ра-боте маслом. Проверка производится ультразвуковой или рентгеновской дефектоскопией. В единичном производстве или при отсутствии дефектоскопии проверка может производиться при помощи керосина или мела. Для деталей, работающих под давлением, применяется проверка корпуса под давлением.

Разметочная: Применяется в единичном и мелкосерийном производствах. В остальных типах произ-водств может применяться для сложных и уникальных заготовок с целью проверки выкраиваемости детали.

Методы сборки изделий.

При соединении деталей машин при сборке необходимо обеспечить их взаимное расположение в пре-делах заданной точности. Вопросы, связанные с достижением требуемой точности сборки решаются с использованием анализа размерных цепей собираемого изделия. Достижение заданной точности сбор-ки заключается в обеспечении размера замыкающего звена размерной цепи, не вы­ходящего за пределы допуска.

В зависимости от типа производства различают пять методов достижения точности замыкающе-го звена при сборке: 1. Полной взаимозаменяемости.2. Неполной взаимозаменяемости.3. Групповой взаимозаменяемости.4. Регулирования.5. Пригонки.

Метод полной взаимозаменяемости экономично применять в крупносерий­ном и масссовом произ-водстве. Основан метод на расчете размерных цепей на максимум-минимум. Метод прост и обеспе-чивает 100 %-ую взаимозаменяе­мость. Недостаток метода-уменьшение допусков на составляющие звенья, что приводит к увеличению себестоимости изготовления и трудоемкости.

Метод неполной взаимозаменяемости заключается в том, что допуски на размеры деталей, состав-ляющие размерную цепь, преднамеренно расширяют для удешевления производства. В основе метода лежит положение теории веро­ятности, согласно которому крайние значения погрешностей, составляю-щих звеньев размерной цепи встречаются значительно реже, чем средние значения. Такая сборка целее-сообразна в серийном и массовом производствах при много­звенных цепях.

Таблица Методы достижения точности замыкающего звена, при­меняемые при сборке

Метод	Сущность метода	Область применения
Полной взаимо­заменяемости	Метод,при котором требуемая точ-ность замыкающего звена размер-ной цепи достигается у всех объек-тов путем включения в нее состав-ляющих звеньев без выбора, под-бора или изменения их значе­ний	Использова экономично в условиях достижения высокой точности пр и ма­лом числе звеньев раз-мерной цепи и при достаточно большом числе изделии и, подлежащих сборке
Неполной взаимозаменяе­мости	Метод, при котором требуемая точ-ность замыкающего звена размер-ной цепи достигается у заранее обусловленной части объектов пу-тем включения в нее составляю­щих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений	Использование целесообразно для дос­тижения точ-ности в многозвенных раз­мерных цепях, допуски на составляющие звенья при этом больше, чем в предыду­щем методе, что повышает экономичность получения сборочных единиц, у части изделий пог-решность замыкающе­го звена может быть за пре-делами допус­ка на сборку, т.е. возможен опреде-лен­ный риск несобираемости
Групповой взаимозаме-няе­мости	Метод, при котором требуемая то-чность замыкающего звена размер-ной цепи достигается путем вклю-чения в размерную цепь состав-ляющих звеньев, принадлежащих одной из групп, на которые они предварительно рассортированы	Применятся для достижения наиболее высокой точ-ности замыкающих звеньев малозвенных размер-ных цепей; требует четкой организации сортировки деталей на размерные группы, их маркировки, хра-нения и транспортирования в специ­альной таре
Пригонки	Метод при котором точность замы-кающего звена размерной цепи дос-тигается изменением размера ком-пенсирующего звена путем удалее-ния с компенсатора опреде­ленного слоя материала,	Используется при сборке изделий с большим чис-лом звеньев, детали могут быть изготовлены с эко-номичными до­пусками, но требуются дополните-льные затраты на пригонку компенсатора, экономи-чность в значительной мере за­висит от правильного выбора компен­сирующего звена, которое не дол-жно принадлежать нескольким связанным размер-ным цепям
Регулирова-ния	Метод, при котором требуемая точность замыкающего звена раз­мерной цепи достигается измене­нием размера или положения ком­пенсирующего звена без уда-ления материала с компенсатора.	Аналогичен методу пригонки, но имеет большее преимущество в том, что при сборке не требуется выполнять допол­нительные работы со снятием слоя ма­териала, обеспечивает высокую точ­ность и дает возможность периодически ее восста-навливать при эксплуатации машины.
Сборка с ком­пенсирующи-ми материалами	Метод, при котором требуемая то чность замыкающего звена разме-рной цепи достигается примене-нием компенсирующего материа-ла, вводимого в зазор между соп-рягаемыми поверхностями дета-лей после их установки в требуе-мом положении	Использование наиболее целесообразно для соединений и узлов, базирующихся по плос-костям (привалочные поверхно­сти станин, рам, корпусов, подшипни­ков, траверс и т. п..); в ре-монтной прак­тике для восстановления рабо-тоспособ­ности сборочных единиц, для изготов­ления оснастки

Метод групповой взаимозаменяемости применяют при сборке соединений высокой точности, когда точность сборки практически недостижима методом полной взаимозаменяемости (например, шарико-подшипники). В этом случае детали изготовляют по расширенным допускам и сортируют в зависи-мости от размеров на группы так, чтобы при соединении деталей, входящих в группу, было обеспечено достижение установленного конструктором допуска замы­кающего звена. Недостатками данной сборки являются: дополнительные затраты на сорти­ровку деталей по группам и на организацию хранения и учета деталей; услож­нение работы планово-диспетчерской службы. Сборка методом групповой взаимо-заменяемости применяется в массовом и крупносерийном производствах при сборке соединении, обеспечение точности которых другими методами потребует больших затрат.Сборка методом приго-нки трудоемка и применяется в единичном и мелко­серийном производствах. Метод регулировки имеет преимущество перед методом пригонки, т.к. не требует дополнительных затрат и применяется в мелко- и среднесерийном про­изводствах. Разновидностью метода компенсации погрешностей является способ сбор­ки плоскостных соединений с применением компенсирующего материала, (например, пластмассовой прослойки).

Исходные данные для проектирования технологических процессов сборки

Технологический процесс сборки представляет собой часть производст­венного процесса, содержащая Действия по установке и образованию соедине­ний составных частей изделия Исходными данными для технологического процесса сборки являются: 1 описание изделия и его служебное назначение; 2 сборочные чертежи изделия, чертежи сборочных единиц, спецификации деталей, входящих в изделие;3 рабочие чертежи деталей, входящих в изделие; 4 объем выпуска изделий.

При проектировании технологического процесса для действующего пред­приятия необходимы до-полнительные данные о сборочном производстве : 1 возможность использования имеющихся средств технологического ос­нащения, целесообразность их приобретения или изготовления;2местонахождение предприятия (для решения вопросов по специализации и кооперированию, снабжению); 3 наличие и перспективы подготовки кадров; 4 плановые сроки подготовки освоения и выпуска изделия. Кроме изложенных выше данных необходима руководящая и справочная информация: паспортные данные оборудования и его технологические возмож­ности, нормативы времени и режимов, стандарты на оснастку и т.д.

Типовые узлы станков.

Детали в механизмах станка по их принципиальному признаку можно разделить на группы несущие и направляющие системы и группы привода и управления. Детали и узлы первой группы обеспечивают правильное взаимоположение и направление прямонейно-сти и круговых перемещении узлов деталью и инструментом. Поэтому несущая система в основном обеспечивает точность формы детали. Механиз-мы второй обеспечивают формообразование и вспомогательные движения управления. Механизмы второй групппы в значительной степени определяют точность обработки огибание, винтовой поверх-ности, точность автоматической установки на размер и координаты сверления и растачивания. Элемен-ты несущей системы : 1.Станины и основания: плиты, тумбы, основания без направляющих; станины- простые горизонтальные с одной системой направляющих; простые вертикальные с одной системой направляющих; станины- основания с круговыми направляющими; сложные с несколькими системами направляющих; станины портальные.; 2 Детали и узлы для поддержания и поступательного или ка-чательного перемещения инструмента : суппорту, ползуны, револьверные головки, салазки суппор-тов, поперечены суппортов, рукава. 3.Детали и узлы для поддержания и поступательного движе-ния: столы, салазки столов, консоли; 4.Детали и узлы для поддержание и направления вращающи-хся деталей станка : корпусы коробок скоростей и подач, корпуса шпиндельных бабок. 5. Детали и узлы для вращения инструментов и изделий : шпинделя и их опору, задние бабки, планшайбы, вра-щающиеся колонны.

Механизмы привода и управления :

1. Механизмы формообразующих движений: главного движения- вращательного равномерного, посту-пательного с реверсированием ведущего движения, возратно-поступательного; движение подачи- неп-рерывного зависимого от движения шпинделя, переодического; делительных движений- движение обката, образование винтовых поверхностей.

2.Механизмы вспомогательных движений: транспортирование заготовок и изделий из бункера; зажима-инструмента, заготовок, узлов станка; установочные перемещения узлов станка; отвод стружкиломание уборка.

3. Механизмы управления: пуском, остановом, скоростью равномерных формаобразующих движений; получение точных размеров; копировальные; программные; авторегулирующие.

Шпиндельные узлы станков.

Шпиндель является одной из наиболее ответственной деталью станка. От него во многом зависит точность обработки. Поэтому к шпинделю предъявляют ряд повышенных требований. Конструкцию шпинделя определяют: 1.требумая жесткость, расстояние между опорами, наличие отверстия(для пропуска материала и других целей).2.конструкции приводных деталей(зубчатые колёса, шкивы) и их расположение на шпин-деле.3.тип подшипников и посадочные места под них.4. метод крепления патрона для детали или инстру-мента (определяет конструкцию переднего конца шпинделя).Шпиндели современных станков имеют слож-ную форму. К ним предъявляются высокие требование по точности изготовления; часто до половины всех проверок на точность, проводимых при изготовлении станка, приходится на шпиндельные узел. Техничес-кие условия на изготовлении шпинделей устанавливаются ГОСТом для станков данного класса. Так для шпинделей прецизионных станков средних размеров биение отверстия под подшипники относительно оси шпинделя не должно превышать 1 мкм, овальность и конусность шейки- 2 мкм. Это говорит о высоких тре-бованиях к шпинделю станка и ко всему шпиндельному узлу. Компоновка шпиндельных узлов связана с компоновкой всего станка, т.к. шпиндель является одним из главных его компонентов. В прецизионных станках (токарных, координатно-расточных и т. д.) стремятся выделить шпиндель в самостоятельный кон-структивный узел, отделив его от короб-ки скоростей. Этим значительнее уменьшается передача на шпин-дель вибрации и динамических нагрузок, возникающих в приводе. Компоновка шпиндельных узлов много-шпиндельных станков имеет свою специфику. Здесь расположение шпинделя зависит от расположении оси станка Х-Х(вертикальная и горизонтальная) и расположения по отношению к ней оси вращения шпинделя Z-Z . Ось станка Х-Х обычно совпадает с осью вращающегося стола или шпиндельного барабана. Для сок-ращения площадей и удобства обслуживания в многопозиционных станках широко распространяется вер-тикальная компоновка. Если деталь в период обработки вращается, то удобнее располагать ось вращения шпинделя Z параллельно оси стола. К этой группе относятся многошпиндельные автоматы и полуавтома-ты последовательного и параллельного действия для токарной обработке сверлильно-расточных работ. Расположение оси вращения шпинделя перпендикулярно оси стола. Обработка неподвижных деталей ха-рактерна для агрегатного сверлильно-расточного станка с поворотным столом, где шпиндели компонуют в многошпиндельных головках. Горизонтальное расположение оси стола, когда стол превращается в шпин-дельный барабан, характерна для большой группы станков многошпиндельных токарных автоматов и по-луавтоматов, а обработка неподвижных деталей на барабане с горизонтальной осью вращения производят-ся на барабанно-фрезерных станках с непрерывным временем барабана или на многопозиционных станках. Весьма важным является выбор материала шпинделя. Сред-ненагруженные шпиндели изготовляются обы-чно из стали 45 с улучшением (закалка и высокой отпуск). При повышенных силовых нагрузках приме-няют сталь 45 с низким отпуском.Для шпинделей, требующих высокой поверхностной твёрдости и вязкой сердцевины, применяют сталь 45 с закалкой ТВЧ и низким отпуском. При повышенных требованиях при-меняют сталь 40Х, 38ХМЮА, 38ХВФЮА(шпиндели быстроходных станков), 20Х с цементацией, закалкой и отпуском, 12ХН3(быстроходные и тяжело нагруженные шпиндели). Сталь 65Г применяют для крупных шпинделей. Весьма важным при конструктивном оформлении узла является выбор передач на шпиндель. Он зависит в первую очередь от частоты вращения и передаваемой силы. Зубчатая передача более проста и ком-пактна и передаёт значительные крутящие моменты, однако из-за ошибок шага она обеспечивает низ-кую шероховатость обработанной поверхности и, как правило, не применяется на шлифовальных, коорди-натно-расточных, отделочных-токарных и т. д.В станках с переменными силами резания (во фрезерных) с зубчатыми передачами уменьшается плавность вращения шпинделя и взрастают динамические нагрузки в деталях коробки скоростей. Поэтому зубчатая передача применяяется для частоты вращения не выше 35об/с. Для приводов шпинделей применяют как плоскоремённые, так и клиноремённые передачи. При расчёте привода характер нагрузки учитывают коэ-нт k , на который умножают значение окружной силы. Ремённые передачи применяются для шпинделей частота вращения которых не превышает 100 мин -1 и выше, когда скорость ремня достигает 60-100 м/с.Так для приводов внутришли-фовальных станков ремен-ная передача уже не может обеспечить передачу требуемой наг-рузки, т. к. под ремнём создаётся “воздуш-ный мешок” и возможна его неустойчивая работа. В этом случае привод шпинделя может осуществляться пневматической турбиной 1667 мин -1 или электошпинделем, который применяется при частоте вращения 2500 мин -1 и выше. Высокочастотные эле-ктрошпиндели представляют собой асинхронный электродвига-тель с коротко-замкнутым ротором на 200-800 Гц. несущие шлифовальные круги.

Сборочное оборудование

Оборудование, используемое при сборке, делится на две группы: технологическое и вспомогательное. Технологическое оборудование предназначено для выполнения работ по осуществлению различных сопряжений деталей, их регулировке и контролю. Вспомогательное оборудование предназначено для механизации вспомогательных работ.

Сборочные приспособления

Сборочные приспособления служат для механизации ручной сборки, обес­печивают быструю установку и закрепление сопрягаемых элементов изделия. По степени специализации их подразделяют на уни-версальные и специальные.Универсальные приспособления применяют в единичном и мелкосерийном производствах. К ним относят: плиты, сборочные балки, призмы и угольники. струбцины, домкраты, различные вспомогательные детали и устройства.-Специальные приспособления применяют в крупносерийном и массовом производствах для выполнения сборочных операций. Эти приспособления де­лят на два типа. К первому типу относят приспособления для неподвижной ус­тановки и закрепления базовых деталей и сборочных единиц собираемого изде­лия. Такие приспособления облегчают сборку и повышают производительность труда, т.к. рабочие освобождаются от необходимости удерживать объект сборки руками. Для удобства их часто выполняют поворотными. Данные приспособле­ния могут быть одно- и многоместными, стационарными или передвижными.Ко второму типу специальных сборочных приспособлений относят при­способления для точной и быстрой установки соединяемых частей изделия без выверки. Эти приспособления применяют для сварки, пайки, клепки, склеива­ния, развальцовки, посадки с натягом, резьбовых и других сборочных соедине­ний. Приспособления этого типа могут быть одно- и многоместными, стацио­нарными и подвижными.При больших размерах изделий для изменения их положения в процессе сборки применяют поворотные устройства.

Резцы.

Если для формообразования детали используется метод резания, то в качестве режущего инстру-мента применяется резец . Эта работа может быть совершена только в том случае, если со стороны резца и заготовки будет приложена необходимая сила резания P z . Этой же величине работы будет равно количество энергии затраченное на снятие данного припуска. В случае если величина при-пуска будет очень большой, то его разделяют на несколько проходов режущего инструмента.

Основа любого режущего инструмента -режущий клин AOB с углом заострения β Клин имеет пе-реднюю поверхность OA, контактирующую непосредственно со стружкой, и заднюю поверхность, обращенную к заготовке. Пересечение передней и задней поверхностей режущего инструмента образует главную режущую кромку.

На заготовке выделяют следующие поверхности:1-обрабатываемая поверхность 2-обработанная поверхность;3-поверхность резания (существует временно, во время резания, между поверхностя-ми 1 и 2). Каждый режущий инструмент имеет переднюю и одну или несколько задних поверхностей. Передняя поверхность обращена по ходу относительного рабочего движения в сторону срезаемого слоя на обрабатываемой заготовке. По ней всегда сходит стружка. Задняя поверхность обращена в сторону поверхности резания (обработанной поверхности). Обозначения на рис.4-7:1-главная задняя поверхность.2-вспомогательная задняя поверхность.3-передняя поверхность.4-главное режущее лез-вие.5-вспомогательное режущее лезвие.6 -вершина резца.

Создание современных эффективных производств требует крупных материальных затрат, длительных сроков проектирования и внедрения, значительных усилий специалистов различного профиля, участия многих организаций и предприятий (генеральной проектной организации с опытными архитекторами, субпроектантов, специалистов предприятия-заказчика (технологов, служащих отдела капитального строительства (ОКС) предприятия), разработчиков и изготовителей оборудования и технических средств, монтажных и строительных организаций). Поэтому предпроектные работы имеют большое значение для сокращения затрат на проектирование. Они выполняются с целью сбора исходных данных, анализа существующего уровня производства, разработки технико-экономического обоснования (ТЭО ) или технико-экономического расчета (ТЭР ) целесообразности создания нового, расширения, реконструкции или технического перевооружения существующего (действующего) производства, разработки технической заявки (технического задания) на проект и подготовки различных технических материалов для проведения проектных работ.

Предпроектные работы чаще всего проводят за два этапа:

1) предпроектное обследование и разработка ТЭО или ТЭР;

2) разработка и утверждение технической заявки на создание и внедрение производственной системы.

При реконструкции производства необходимо иметь большее количество исходных данных, чем при проектировании нового производства, так как в проекте будут использованы уже имеющиеся на заводе здания, сооружения, оборудование и т. д. Поэтому перед началом реконструкции на завод выезжает группа проектантов, которая изучает производство, подбирает и систематизирует необходимые сведения о заводе и его цехах. Для комплексного обследования предприятия в состав группы включают технологов, строителя, энергетика, экономиста и других специалистов.

Если реконструкция сопряжена с полным изменением профиля производства для выпуска совершенно новой продукции, не изготовлявшейся ранее, то обследование касается главным образом данных о площадке и цехах завода, а также об имеющемся оборудовании. Трудоемкость и станкоемкость (требуемое количество станков) прежних изделий при этом не рассматриваются, т. к они будут другими при производства новых изделий.

Основная цель обследования - изучение производственных, материальных, финансовых и людских ресурсов действующего производства. Обследование перед реконструкцией производства проводят комплексно по нескольким частям.

1. Общая и технико-экономическая части содержат общие данные по действующему производству, данные о его составе, объеме производства и номенклатуре выпускаемой продукции, производственном кооперировании, производственных фондах; данные о составе работающих и их квалификации, уровне заработной платы, себестоимости продукции, общие выводы и основные технико-экономические показатели.

2. Генеральный план, транспорт и складское хозяйство.

3. Технологическая часть содержит сведения о назначении цеха, выпускаемой продукции и производственной кооперации (внутренней и внешней), размещении цеха, режиме его работы, станкоемкости и трудоемкости изготовления продукции, организации производства, составе цеха и технологических процессах.

4. Строительная часть содержит данные о природных и инженерно-геологических условиях площадки, характеристиках здания, условиях осуществления строительства, подъездных путях, площадках разгрузки и хранения строительных конструкций.

5. Санитарно-техническая часть и производственное водоснабжение содержат сведения о существующих источниках водоснабжения, системах и сооружениях хозяйственно-фекальной, производственной канализации, внутрицеховых санитарно-технических устройствах.

6. Энергетическая часть содержит данные о схеме электроснабжения и теплоснабжения, их мощности, источниках тепла и пара, воздухоснабжении и газоснабжении, внутрицеховых промышленных трубопроводах, энерготехнологические данные испытательных станций, стендов, данные о кооперировании энергетических ресурсов.

На основе обобщенных результатов обследования разрабатывается ТЭО целесообразности создания новой производственной системы. ТЭО содержит краткую оценку текущего состояния производственной системы, ее готовности к преобразованию и предполагаемых масштабах внедрения с учетом специфики обследуемого цеха (предприятия) и выпускаемой им продукции.

Основные параметры производственной системы (трудоемкость, станкоемкость, состав и количество оборудования, потребность в площади, численность работающих и т. д.) определяются в ТЭО в минимально короткие сроки и подлежат уточнению на последующих стадиях разработки технического задания на проектирование (аванпроекта) и технологической части рабочего проекта. В нём указываются капитальные затраты, технико-экономические показатели, которые предполагается достичь, в том числе снижение станкоемкости и трудоемкости, повышение производительности труда, увеличение коэффициента загрузки и сменности работы оборудования, уменьшение численности работающих, высвобождение производственных площадей, сокращение длительности производственного цикла и т. д.

Предлагаемые технические решения должны соответствовать перспективным направлениям развития и внедрения новой техники и технологий, использовать новейшие достижения в области ресурсосберегающих технологий, автоматизированное оборудование, средства вычислительной техники и её программное обеспечение. Созданная производственная система ко времени пуска в эксплуатацию должна соответствовать по технико-экономическим показателям лучшим отечественным и зарубежным образцам.

Автоматизацию целесообразно выполнять комплексно, т. е. автоматизировать и все вспомогательные процессы в цехе. Полная реконструкция и техническое перевооружение предприятия в короткий срок возможна лишь при обеспечении необходимыми ресурсами и соответствующем планировании. В противном случае приходится ограничиваться частичной реорганизацией, направленной на создание отдельных предметно-специализированных производств.

Материалы обследования содержат также отчетные данные предприятия за год, предшествующий году разработки рабочего проекта, и плановые показатели преобразованного предприятия на момент ввода и освоения проектной мощности. Главный инженер проекта и главный конструктор проекта проверяют материалы каждой части ТЭО и уточняют на месте обследования.

Основанием для разработкитехнической заявки на создание производственной системы является ТЭО, утвержденное руководителями генерального проектанта и заказчика.

Основанием для начала предпроектных работ по созданию новой производственной системы является решение руководства предприятия или директивное указание министерства (для предприятия, входящего в состав министерства).

Разработку задания на проектирование проводит заказчик проекта совместно с проектной организацией с учетом данных технико-экономического обоснования.

Основанием для проектирования участков и цехов, реконструкции или расширения их, а также технического перевооружения является задание на проектирование, в которое входят все данные, собранные в предпроектный период.

При разработке технического задания на проектирование необходимо решить следующие задачи: технические, экономические, организационные, социально-бытовые.

Технические задачи:

а) разработка технологических процессов для каждой детали (изделия);

б) расчет трудоемкости изготовления всех деталей (изделий) в год;

в) установление типажа оборудования для каждой операции всех технологических процессов (всех деталей или изделий);

г) расчет потребного количества всех элементов производства (станков, площадей, рабочих и т. д.);

д) выполнение компоновки здания, цеха и планировки оборудования;

е) разработка вопросов охраны труда и окружающей среды.

Экономические задачи:

а) выявление экономической целесообразности принимаемых технических решений;

б) расчет себестоимости и рентабельности;

в) расчет размеров основных и оборотных средств;

г) решение вопросов финансирования в период проектирования, строительства и в период освоения выпуска продукции, решение вопросов возвращения кредитов;

д) решение вопросов снабжения предприятия сырьем и материалами, обязательно из нескольких источников (дублирование на экстренные случаи).

Организационные задачи:

а) разработка принципов формирования производственных подразделений;

б) разработка структуры управления;

в) решение вопросов организации труда, снабжения рабочих мест заготовками, инструментами и материалами;

г) организация служб производства (складской, транспортной, контроля и т. д.).

Социально-бытовые задачи:

а) создание безопасных и удобных условий труда и отдыха;

б) организация питания; в особых случаях – снабжение товарами и продуктами;

в) организация медицинского обслуживания.

При разработке нескольких вариантов проекта (как правило, это 2-3 варианта) механосборочного производства или его частей необходимо выбрать оптимальный. Оптимальность (эффективность) проектного решения оценивается несколькими показателями различной размерности (у одних показателей это количество (штук), у других это степень удобства, у других – стоимость в рублях). В этом случае используется многокритериальная оценка качества решения. Выбранные показатели оцениваются (взвешиваются) по значимости, определяемой на основании экспертной оценки и статистических данных. Каждому показателю присваивается свой коэффициент, соответствующий степени важности этого показателя. Затем этот показатель (например, степень незавершённого производства) умножается на свой коэффициент, после чего все полученные произведения показателей и соответствующих коэффициентов суммируются. Лучшим признаётся тот вариант проекта, у которого наибольшая (или наименьшая) сумма.

Различают два периода проектирования : предпроектный и проектный.

Предпроектный – это период для подготовки к проектированию. Он содержит:

1. Уточнение поставленной задачи. Сбор необходимых сведений: чертежей или эскизов деталей, программ выпуска каждой детали в ближайшее время и в перспективе; проверка наличия готовых технологических процессов или разработка отсутствующих (подробно для массового, крупносерийного и среднесерийного производства и укрупненно для мелкосерийного и единичного); расчет трудоемкости обработки и сборки; расчет количества оборудования основного и вспомогательного производств; расчет производственной и общей площади.

2. Технико-экономическое обоснование целесообразности строительства нового здания, реконструкции, расширения или технического перевооружения действующего производства.

3. Выбор площадей под строительство с учётом геологических и геодезических обследований.

4. Разработку технического задания на проектирование с учетом всех уточнений. Техзадание согласуется со всеми компетентными службами (санитарной, пожарной охраной, водоканалом, телефонной, ГИБДД, экологической, госнадзором и т. п.) и после этого утверждается на градостроительном совете в мэрии.

5. После утверждения выдается разрешение на проектирование и резервируются площади под планируемое строительство. Разрешение выдается на определенный срок (обычно от 1 года до 3-х лет), в течение которого необходимо представить готовый проект.

В техзадании на проектирование указываются:

1. Номенклатура и объем выпуска продукции (в натуральном и ценностном выражении).

2. Предполагаемая компоновка и планировка цеха.

3. Обоснование выбора площадки, ее размер, рельеф, данные георазведки, условия освоения площадки.

4. Номенклатура и объем производимых заготовок и получаемых от других предприятий.

5. Режим работы и эффективные фонды времени работы оборудования (сколько смен и их продолжительность, сколько часов в году должно работать оборудование с учетом ремонта и обслуживания).

6. Эффективный фонд времени рабочих.

7. Требования по охране окружающей среды и утилизации отходов.

8. Когда и за счет кого предусмотрено расширение производства, его размеры.

9. Очередность сдачи пусковых объектов.

После утверждения техзадания на градостроительном совете и получения разрешения на проектирование начинается проектный период (проектирование). Проектирование может вестись в две стадии и в одну. В одну стадию проектирование ведется при наличии типового проекта (когда-то и для кого-то делался проект, он прошел утверждения по всем инстанциям и имеется в архиве). Это наиболее дешевый и быстрый способ проектирования.

В две стадии проектирование выполняется по уникальному проекту. В этом случае сначала выполняется проект в соответствии с техзаданием, он согласуется со всеми компетентными службами (как и техзадание), утверждается на градостроительном совете мэрии и после этого выдается разрешение на строительство (обычно сроком на 3 года). При этом обычно указывается строительная организация и этапы контроля строительства (огораживание места строительства и оборудование подъездных путей, копки котлована, забивки свай, сооружения фундамента и т. д.). После утверждения на градостроительном совете самого проекта приступают ко второй стадии – подготовке рабочей документации для проекта (расчет потребного количества плит перекрытия, кирпича, бетона и т. п.).

Такая последовательность проектирования применяется для сокращения расходов. Так, например, выявление недопустимых решений на стадии техзадания позволит избежать ненужных затрат при проектировании, которое оценивается около 10 % затрат на строительство, что составляет несколько миллионов рублей.

Проектирование выполняет обычно проектная организация, имеющая лицензию на данные виды работ. Ведущая проектная организация может поручать некоторые виды работ субподрядчикам, например, проектирование системы вентиляции, электроснабжения и т. п. На начальной стадии проектирования архитекторы-проектировщики уже ориентируются на определенную строительную организацию, учитывается особенность работы и применения строительных конструкций, опыт сотрудничества и т. д. При не рациональном выборе строительных конструкций увеличиваются затраты на изготовление, транспортировку (иногда приходится привозить даже из другого региона) и монтаж. Очень важно правильно выбрать проектную и строительную организации, т. к. от этого зависит качество работ и отсутствие проблем при защите техзадания и проекта на градостроительном совете, при строительстве и сдаче объекта.

Разработку технологических процессов начинают с изучения, анализа и технологического контроля исходных данных: чертежей, описаний, технических условий и прочей конструкторской документации, а также программных заданий на выпуск изделия. По этим материалам знакомятся с назначением и конструкцией изделия, его техническими характеристиками, требованиями к качеству, сроками его изготовления и условиями эксплуатации. Дальнейшая работа складывается из следующих основных этапов:

• 1. Определяют возможный тип производства (единичное, серийное или массовое).
• 2. С учётом установленного типа производства анализируют технологичность конструкции изделия и составляют мероприятия по её повышению. Отработку изделия на технологичность считают обязательным этапом технологического проектирования.
• 3. Выбирают, а затем подтверждают соответствующими расчётами наиболее технологичный и экономичный метод получения заготовки.
• 4. Подбирают эффективные способы и последовательность обработки поверхностей, определяют технологические базы.
• 5. Составляют технологический маршрут обработки детали. Для каждой операции предварительно подбирают оборудование и технологическую оснастку, определяют величину припусков на обрабатываемые поверхности.
• 6. Уточняют структуру и степень концентрации операций: устанавливают содержание и последовательность выполнения всех переходов.
• 7. Для каждой операции окончательно выбирают режущий, вспомогательный, контрольно-измерительный инструмент и приспособления.
• 8. Устанавливают необходимые режимы резания и настроечные размеры; рассчитывают составляющие силы и моменты сил резания.
• 9. Проверяют соответствие подобранного оборудования по мощности приводов и прочности его механизмов и степени его загрузки.
• 10. Выполняют аналитические расчёты прогнозируемой точности обработки и шероховатости функциональных поверхностей.
• 11. Производят техническое нормирование операций, устанавливают квалификацию исполнителей, определяют экономичность и эффективность спроектированного технологического процесса.
• 12. Разрабатывают комплект необходимой технологической документации.

В процессе разработки технологических процессов для конкретных деталей объём всего комплекса проектных работ и содержание отдельных этапов могут уточняться и изменяться. Несколько взаимосвязанных этапов могут объединяться в один общий, может меняться последовательность их выполнения.

Определение типа производства. Тип производства определяет характер технологических процессов, их построение, степень углублённости, состав задач и последовательность их решения. Следовательно, перед началом технологического проектирования устанавливают тип производства.

Отработка изделия на технологичность и технологический контроль чертежа. В начале проектирования технологического процесса после определения типа производства конструкции изделий отрабатывают на технологичность. Осуществляют технологический контроль чертежей, технических условий и прочей конструкторской документации для конкретных производственных условий - типа производства и принятой формы организации труда. При этом стремятся улучшить технологичность конструкции изделий, например до минимума сократить размеры обрабатываемых поверхностей; для многоинструментальной обработки на интенсивных режимах резания повысить жёсткость конструкции; для сокращения номенклатуры применяемого инструмента унифицировать размеры пазов, канавок, фасок, переходных поверхностей и прочих элементов; обеспечить надёжное и удобное базирование заготовок с возможностью совмещения конструкторских технологических и измерительных баз и др. Проверяют достаточность видов проекций, разрезов и сечений на рабочих чертежах, а также правильность простановки размеров. Анализируют обоснованность требований к точности размеров и шероховатости поверхностей. Весьма часто конструкторы завышают требования к точности размеров и занижают регламентируемую шероховатость поверхностей детали, что усложняет технологический процесс её изготовления. В таблице 10.1 представлены рекомендуемые значения шероховатости поверхностей в зависимости от их функционального назначения.

Результаты технологического контроля и анализа конструкторской документации вместе с предложениями по повышению технологичности конструкции технологи обсуждают с конструкторами.

Выбор заготовки. Заготовку выбирают исходя из минимальной себестоимости готовой детали для заданного годового выТаблица 10.1

Оптимальные значения параметров шероховатости поверхностей деталей

Поверхности деталей
Опорные шейки валов: под подшипники скольжения под вкладыши гп чугуна под подшипники качения	0,2-0,5 0,32-0,5 0,63-2,0
Поверхности валов, работающих иод нафузкой
Напылённые поверхности трения скольжения
Свободные несопрягаемые торны валов, фланцев, крышек
Опорные поверхности корпусов, кронштейнов, шкивов и других деталей, не являющихся посадочными
Поверхности посадочных отверстий зубчатых колёс
Шейки и кулачки распределительных валов
Поверхности отверстии рычагов, вилок, сопрягаемых валами или осями
Коррозирующпе гюверхi«ости
Поверхности, соединяемые с натягом
Боковые поверхности:
зубьев колёс
ниток червяков
Поверхности основания отверстий корпусов:
стальных
чугунных
Сопрягаемые поверхности корпусов и крышек
Рабочая поверхность фланцев иод уплотнения

пуска. Чем больше форма и размеры заготовки приближаются к форме и размерам готовой детали, тем дороже она в изготовлении, но тем проще и дешевле её последующая механическая обработка и меньше расход материала. Задача решается минимизацией суммарных затрат средств на изготовление заготовки и её последующую обработку.

В поточно-массовом и серийном производстве стремятся приблизить конфигурацию заготовки к готовой детали, увеличить точность размеров и повысить качество поверхностей. При этом резко сокращается объём механической обработки, а коэффициент использования металла достигает величины 0,7-0,8 и более. В условиях мелкосерийного и единичного производства требования к конфигурации заготовки менее жёсткие, а желательная величина коэффициента использования металла не менее 0,6.

Следует учитывать, что руководящим положениям об экономии материалов, о создании безотходной и малоотходной технологии и интенсификации технологических процессов в машиностроении отвечает тенденция использования более точной и сложной заготовки. Для таких заготовок требуется более дорогая технологическая оснастка в заготовительном цехе, затраты на которую могут оправдать себя лишь при достаточно большом объёме годового выпуска заготовок.

Для того чтобы применить точные горячештампованные заготовки в серийном производстве, предусматривают применение одной групповой (комплексной) заготовки для нескольких близких по конфигурации и размерам деталей.

Применение прогрессивных заготовок со стабильными характеристиками качества является важным условием организации гибкого автоматизированного производства, требующего быстрой переналадки оборудования и оснастки. При низкой точности размеров заготовок, увеличенных припусках, больших колебаниях твёрдости материала, плохом состоянии необработанных баз нарушается безотказность работы приспособлений, ухудшаются условия работы инструментов, снижается точность обработки, возрастают простои оборудования.

В машиностроении в качестве заготовок наиболее часто употребляют отливки, поковки, заготовки, получаемые непосредственно из проката и с применением сварки, а также сварные комбинированные, металлокерамические и пр.

В таблице 10.2 представлены основные способы изготовления отливок, их особенности и области применения в зависимости от требуемой массы заготовки, используемого материала. В таблице 10.3 приведены основные способы горячей штам-

Таблица 10.2

Способы изготовления отливок, их особенности и область применения

изготовления		Материал	Область применения и особенность способа
Разовые формы
Ручная формовка: в стержнях			Отливки со сложной ребристой поверхностью (головки и блоки цилиндров, направляющие)
в почве открытая		Сталь, серый, ковкий и высокопрочный чугун, цветные металлы и сплавы	Отливки, не требующие механической обработки (плиты, подкладки)
в мелких и средних опоках			Рукоятки, шестерни, шайбы, втулки, рычаги, муфты, крышки
Машинная формовка: в мелких и средних опоках			Шестерни, подшипники, муфты, маховики; позволяет получать отливки повышенной точности с низкой шероховатостью поверхности

Литьё в оболочковые формы: песчаносмоляные		Сталь, чугун и	Ответственные фасонные отливки в крупносерийном и массивом производстве
химически твердеющие тонкостенные (10-20 мм)			Ответственные фасонные мелкие и средние отливки
жидкостекольные оболочковые		Углеродистые и коррозионно- стойкие стали, кобальтовые, хромистые и алюминиевые сплавы, латунь	Точные отливки с низкой шероховатостью поверхности в серийном производстве
выплавляемым		Высоколегиров анные стали и сплавы	Лопатки турбин, клапаны, дюзы, шестерни, режущий инструмент, детали приборов. Керамические стержни позволяют изготовлять огливки толщиной 0,3 мм и отверстия диаметром до 2 мм
замораживаемым			Тонкостенные отливки (минимальная толщина стенки 0.8 мм, диаметр отверстия до 1 мм)

Литьё по газифицируемым моделям			Мелкие и средние отливки (рычаги, втулки, цилиндры, корпуса)
Многократные формы
Литьё в формы: гипсовые
цементные
глинистые			Крупные и средние отливки в серийном производстве
графитовые
каменные		Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы
мегаллокерами- ческие и керамические
Литьё в кокиль: с горизонтальной, вертикальной и комбинированной плоскостью разъёма	7(чугун), 4 (сталь), 0,5 (цветные металлы и сплавы)		Фасонные отливки в крупносерийном и массовом производстве (поршни, корпуса, диски, коробки подач, салазки)
облицованный		Сталь аустенитного и ферритного классов	Лопатки рабочих колёс гидротурбин. коленчатые валы, буксы, крышки букс и другие крупные толстостенные отливки

Литьё под давлением: на машинах с горизонтальными и вертикапьными камерами прессования		Магниевые, алюминиевые, цинковые и свинцово- оловянные сплавы, сталь	Отливки сложной конфигурации (тройники, колена, кольца электродвигателей, дел ал и приборов, блок двигателя)
с применением вакуума			Плотные отливки простой формы
Центробежное литьё на машинах с осью вращения: вертикальной		Чугун, сталь, бронза и др.	Отливки типа тел вращения (венцы, шестерни, бандажи, колеса, фланцы, шкивы, маховики), двухслойные заготовки (чугун, бронза, сталь, чугун) при l/J 1
горизонтальной			Грубы, гильзы, втулки, оси при ltd " 1
Литьё под низким давлением		Чугун, алю- миниевые	Тонкостенные отливки с толщиной стенки 2 мм при высоте 500-600 мм (головки блока цилиндров, поршни, гильзы)
кристаллизацией под давлением			Слитки, уплотнённые фасонные отливки с глубокими полостями (лопатки, детали арматуры высокого давления)

Таблица 10.3

Способы горячей штамповки

получения заготовок	Характеристика получаемых заготовок	Припуски и допуски
Штамповка в открытых	Масса до 3 т (в основном 50-100 кг); сложной формы. Углубления или отверстия в боковых стенках поковок невозможны	Припуски и допуски Г10 ГОСТ 7505-89. Припуски на сторону для поковок, изготовляемых на молотах, массой до 40 кг с размерами до 800 мм - от 0,6-1,2 до 3,0-6,4 мм. Поле допусков от 0,7-3,4 до 1.6- 11 мм. Для штампованных заготовок, изготовляемых на криво-шипных прессах, припуски на 0,1 -0,6 мм меньше. При холодной калибровке (чеканке) допуски от i 0.1-0,25 мм (калибровка обычной точности) до ± 0,05-0,1 5 мм (калибровка повышенной точности)
Штамповка в закрытых	Масса до 50-100 кг; простой формы, преимущественно в виде тел вращения. Применяются для сокращения расхода металла (отсутствует заусенец) и для сталей и сплавов с пониженной пластинносткю
Вылавливание и прошивка	Масса до 75 кг; круглые, конические или ступенчатые, фасонного сечения; стержень с массивной головкой различной формы; типа втулок (стаканов) с	Припуски и допуски для наружных диамегров 5-150 мм; от 0,4 до 1.6 мм, для диаметров полостей 10-100 мм: от 1,6 до 5,0 мм

	глубокой глухой или сквозной полостью и односторонним фланцем
Штамповка: в штампах с разъёмными матрицами	Масса до 150 кг; сложной формы, например, с отверстиями в боковых стенках, невыполнимыми без напусков другими способами	Аналогичные штамповке в открытых штампах, но допуски несколько больше в направлении разъёма частей матриц
на горизонтально- ковочных машинах	Масса до 30 кг; в виде стержней с головками или утолщениями различной формы, полые, со сквозными или глухими отверстиями, фланцами и выступами. Предпочтительна форма тела вращения	Максимальные припуски и допуски по ГОСТ 7505. Припуск на 40-50 % больше, чем при штамповке на молотах
	Изогнутые в одной или нескольких плоскостях, получаемые из проката различного профиля (стандартного и специального)	В зависимости от исходной заготовки. В результате гибки возникают искажения на участках с малым радиусом

Вальцовка	Переменного сечения массой до 5 кг, длиной до 50-60 мм. типа слесарного инструмента, шатунов, кулачков, гусениц	Допуск по длине заготовки 1-5 мм. по высоте и ширине 0,5-0.8 мм
Специальные процессы: радиальное	Сплошные и полые прямые поковки удлинённой ступенчатой формы в виде тел вращения с цилиндрическими или коническими участками, ступенчатые или с заострениями, квадратного или прямоугольного сечения	Припуск, в случае надобности под шлифование. Допуск при обжатии соответствует 11- 13-му квалитету. Шероховатость поверхности при обжатии Ra ~ 2,5...0,63 мкм
высадка на электро- высадочных машинах	В виде стержней с массивными утолщениями на конце или в определённой части заготовки (клапаны, валики, с фланцами и т.п.)	Несколько больше, чем при штамповке на горизонтально-ковочной машине
высадка на вертикальноковочных машинах	Небольшие, изготовляемые вытяжкой: типа костылей, бородков, зубил, шинных гвоздей, веретён и т.п.	Примерно те же, что и при штамповке

раскатка	Типа колец диаметром 70-700 мм при высоте 20- 200 мм из заготовок, штампованных на горизонтально-ковочных машинах или кованных на молоте	Допуск.аля поковок колец шарикоподшипников диаметром 80-700 мм: по наружному диаметру и высоте 1-6 мм, по внутреннему диаметру 1,5-10 мм
накатка зубьев	Получение зубьев с модулем до 10 мм цилиндрических, конических и шевронных зубчатых колёс диаметром до 600 мм	При горячей накатке (т > 2,5 мм) точность по 8-11-му квалитету; шероховатость поверхности Ra - 5... 1 ,25 мкм; при холодной накатке Ra ~ 1.25...0,32 мкм
поперечная прокатка	Удлинённой формы типа ступенчатых валиков, а также втулок	Несколько меньше, чем при штамповке в открытых штампах
Комбинированные процессы	Требующие применения нескольких способов для получения отдельных участков	В зависимости ог комбинации применённых способов
Штамповка на высокоскоростном оборудовании	Сложной формы (оребрен- ные); получают за один удар: экономия металла, нет уклонов, тонкие рёбра 0,5-0,8 мм	Допуск ± (0.125-0,8) мм, шероховатость до Ra 10

иовки, характеристика получаемых заготовок, рекомендуемые припуски и допуски на заготовки.

Чертёж исходной заготовки связывает работу заготовительного и механического цехов, являясь для первого чертежом готового изделия, а для второго - исходным документом для построения технологического процесса изготовления детали. Заготовки вычерчивают с необходимым количеством проекций, разрезов и сечений, обычно в том же масштабе, в котором был выполнен чертёж соответствующей детали. На каждую обрабатываемую поверхность устанавливают припуск, который принимают по таблицам Государственных стандартов или справочникам. При необходимости на ответственные и функциональные поверхности величину припуска определяют расчётно-аналитическим способом.

Номинальные размеры заготовок получают суммированием (для отверстий вычитанием) номинальных размеров деталей с величиной принятого припуска. Предельные отклонения размеров устанавливают исходя из достигаемой (экономической) точности получения заготовки принятым способом.

На чертежах заготовок обычно указывают основные технические требования, среди которых: твёрдость материала, состояние поверхностного слоя и способы устранения дефектов поверхностей, методы и степень очистки, допустимые погрешности формы и расположения поверхностей, номинальные значения и предельные отклонения технологических уклонов, радиусов и переходов, методы и качество предварительной обработки (обдирка, обрезка, правка, зацентровка) поверхности, принимаемые за черновые технологические базы, способы контроля и др.

При изготовлении заготовок деталей из проката устанавливают его профиль, габаритные размеры и массу. В контуры чертежа заготовки тонкими линиями часто вписывают контуры детали. Чертёж и технические требования должны содержать достаточно информации для разработки рабочей документации по изготовлению заготовок в заготовительных цехах. В реальных производственных условиях чертёж исходной заготовки может представлять собой результат совместной работы технологов заготовительного и механического цехов (иногда к этой работе привлекают конструкторов изделия).

Выбор способов обработки поверхностей и назначение технологических баз. Качество детали обеспечивают постепенным ужесточением параметров точности и выполнением остальных технических требований на этапах превращения заготовки в готовую деталь. Точность и качество поверхностного слоя отдельных поверхностей формируют в результате последовательного применения нескольких методов обработки.

Каждая деталь может быть представлена в виде сочетания элементарных поверхностей, таких, как плоскости, цилиндры, конусы, торы, а также более сложных фигурных поверхностей, например винтовых, шлицевых, зубчатых и пр. В результате многолетней практики установлены наиболее рациональные типовые способы механической обработки для каждой элементарной поверхности. Выбор того или иного способа определяется комплексом факторов, среди которых учитывают: конфигурацию, габаритные размеры, материал и массу деталей, объём выпуска, принятый тип и форму организации производства; оборудование и оснастку, имеющиеся в распоряжении и др. К главным факторам также относят точность, производительность и рентабельность каждого способа. Например, получить плоскую поверхность небольшой площади с примерно одинаковым качеством на детали из чугуна можно: цилиндрическим и торцовым фрезерованием; строганием, точением и протягиванием; плоским и ленточным шлифованием; шабрением и т.д. Выбор способа тесно связан ещё и со стадией процесса обработки. Обдирочная, черновая, предварительная (промежуточная), чистовая и окончательная (отделочная, тонкая) обработки одной и той же поверхности чаще выполняются разными способами, например черновое и чистовое зенкерова- ние отверстия, а затем его развёртывание или шлифование.

Исходными данными для составления последовательности обработки отдельных поверхностей служат чертежи и технические требования к деталям и заготовкам, а также существующие технические возможности и организационные условия. Выбор методов обработки для определённой поверхности можно разделить на три основных этапа:

• 1. В соответствии с требованиями к точности размеров и качеству поверхностей, указанным на чертеже детали, с учётом размера, массы и формы детали назначают окончательный, последний метод обработки, обеспечивающий заданные требования.
• 2. В соответствии с точностью размеров и качеством поверхностей, указанным на чертеже заготовки, назначают первый метод обработки.
• 3. В соответствии с назначенными первым и последним методами обработки при необходимости назначают промежуточные. При этом придерживаются следующего правила: каждый последующий способ обработки должен быть точнее предыдущего. Это значит, что каждая очередная операция, переход или рабочий ход должны выполняться с меньшим технологическим допуском, обеспечивать повышение качества и снижение шероховатости обрабатываемой поверхности.

При определении количества промежуточных операций исходят из технических возможностей выбираемых методов обработки с точки зрения достигаемых экономической точности и качества поверхностей. Технологический допуск на промежуточный размер и качество поверхности, полученные на предшествующем этапе обработки, должны находиться в пределах, которые позволяют использовать намеченный последующий метод обработки. На последующую операцию рекомендуется принимать технологический допуск в 2-4 раза меньше предыдущего. Нельзя, например, после сверления производить чистовое развёртывание; нужно сначала перед чистовым развёртыванием выполнить зен- керование или черновое развёртывание и т.д. Число возможных вариантов маршрута обработки данной поверхности может быть значительным. Некоторые ограничения на их выбор могут оказывать такие факторы, как необходимость обработки данной поверхности совместно с другой; низкая жёсткость заготовки, препятствующая применению высокопроизводительных методов и др.

На практике при выборе методов обработки руководствуются рекомендациями таблиц средней экономической точности различных способов обработки, публикуемых в справочной и технической литературе по машиностроению. Основные из них представлены в таблицах 10.4-10.9.

В таблице 10.4 представлены точность и качество наружных цилиндрических поверхностей после применения различных методов обработки, а в таблице 10.5 - точность и качество обработки отверстий.

Таблица 10.4

Точность и параметры поверхностного слоя при обработке наружных цилиндрических поверхностей

Таблица 10.5

Точность и параметры поверхностного слоя при обработке отверстий

Метод обработки	Шероховатость поверхности Ra, мкм	Глубина дефектного поверхностного слоя, мкм	Квалитет
Сверление и рассверливание
Зенкерован ие:
черновое
однократное литого или прошитого отверстия
чистовое после чернового зенкерования или сверления
Развёртывание:
нормальное
Протягивание:
черновое литого или прошитого отверстия
чистовое после чернового протягивания или после сверления
Растачивание:
черновое
чистовое

В таблицах 10.6-10.9 представлены значения точности расположения осей отверстий после различных методов обработки. Таблица 10.8 содержит величины отклонений межосевого расстояния отверстий при растачивании на станках различных типов, а также в зависимости от метода координирования инструмента. Таблица 10.9 содержит величины смещения оси отверстий в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра и применяемого инструмента.

Таблицы 10.6

Точность расположения осей отверстий при растачивании

Таблица 10.7

Точность расположения осей отверстий после сверления

		Материал детали
Параметр	отверстия,	Чугун и алюминий
		Сверло по ГОСТ 885- 77
		назначения	исполнения	назначения	исполнения
Смещение оси отверстия относительно оси кондукторной втулки
	Свыше 6 до 10

В таблице 10.8 представлены величины смещения осей отверстий после зенкерования в зависимости от обрабатываемого материала, диаметра и метода крепления инструмента, а в таблице 10.9 - величины смещения осей отверстий после развёртывания в зависимости от обрабатываемого диаметра и точности оснастки.

Точность расположения осей отверстий после зенкерования

Таблица 10.8

			Материал детали
обрабаты ваемо го отверстия, мм				Алюминий
		Крепление инструмента
		плавающее		плавающее			плавающее
Смещение обрабатываемого отверстия относительно оси отверстия втулки
Свыше 12 до 18

Таблица 10.9

Точность расположения осей отверстий после развёртывания

Параметр		Точность кондукторной втулки
		Повышенная
Смещение оси обрабатываемого отверстия относительно оси постоянной кондукторной втулки	Свыше 18 до 30 » 30 » 50 » 50 » 80	0,042 0,047 0,052 0,018	0,038 0,045 0,049 0,016
Расстояние между осями двух отверстий, обработанных одновременно на одной позиции автоматической линии

Параллельно с выбором способа обработки конкретной поверхности решаются вопросы базирования и закрепления (установки) заготовки в приспособлении или на станке.

Выбор технологических баз - это важный этап разработки любого технологического процесса. Исходными данными в этом случае являются чертежи и технические условия на изготовление детали и заготовки. Следует чётко представлять общий план обработки заготовки.

В зависимости от конструкции обрабатываемой детали возможны разные варианты базирования, например:

• - простые детали полностью обрабатываются за одну или несколько операций с одного установа на автоматах, агрегатных станках, в приспособлениях-спутниках автоматических линий. Заготовку базируют по необработанным поверхностям, т.е. используют черновые технологические базы;
• - детали обрабатываются в несколько установов (возможно на различных станках). На большей части операций соблюдается принцип постоянства баз, т.е. заготовку базируют на одни и те же предварительно обработанные поверхности. Повышается однотипность приспособлений и схем установки;
• - сложные детали повышенной точности обрабатывают с соблюдением принципа постоянства баз. Перед заключительным этапом технологического процесса, т.е. отделочной обработкой, поверхности, используемые в качестве баз, подвергают повторной (отделочной) обработке;
• - принцип постоянства баз не соблюдается. Заготовку базируют на различные последовательно сменяемые обработанные поверхности. Для отдельных операций применяют одновременное базирование по обработанным и необработанным поверхностям. Такой вариант обработки требует повышенного внимания и приводит к необходимости пересчёта конструкторских размеров. В противном случае несоблюдение принципа постоянства вызывает возникновение или увеличение погрешностей расположения поверхности, снижающих точность обработки;
• - обработка деталей с последовательной многократной сменой одних и тех же баз, например, при последовательном черновом и чистовом шлифовании на магнитной плите с последовательным переворачиванием заготовки.

В условиях единичного и мелкосерийного производства часто используют проверочные базы. Положение заготовки на станке определяют с помощью разметки и выверки, а для закрепления широко применяют ручные механические зажимы.

В серийном и массовом производстве в основном пользуются контактными и настроечными базами. Настроечные базы особенно эффективно используют при многоинструментальной обработке на станках-автоматах и полуавтоматах, на автоматических линиях и станках с ЧПУ. Для закрепления заготовок здесь чаще применяют пневматические, гидравлические и прочие высокопроизводительные зажимные устройства, обеспечивающие надёжное закрепление заготовок с постоянными силами.

Во всех случаях стремятся совместить технологические базы с конструкторскими и измерительными, что позволяет исключить погрешность базирования и выполнять размеры с использованием полного поля допуска, установленного конструктором.

Технологические базы назначают на стадии проработки вариантов выполнения технологической операции, т.е. на этапе предварительного рассмотрения и сравнения между собой возможных способов обработки поверхностей заготовки, а также ориентировочного выбора оборудования и оснастки, необходимых для реализации этих способов. Например, подрезка торца шестигранной заготовки может осуществляться точением, фрезерованием, протягиванием, шлифованием и другими способами. Для каждого из них при базировании заготовки используют свой комплект баз.

Так, для подрезки торца на токарном станке заготовку устанавливают в трёхкулачковый самоцентрирующий патрон. В базировании участвуют две направляющих (двойная направляющая) и опорная базы. Заготовка лишается пяти степеней свободы (рис. 10.1, а). Для фрезерования торца заготовку зажимают в тиски (со специальной губкой), при этом грань заготовки служит установочной, ребро - направляю-

Рис. 10.1.

щей, а торец - опорной базой. Используют полный комплект баз с лишением заготовки всех шести степеней свободы (рис. 10.1, б). Аналогичное базирование осуществляют при обработке торца в специальном приспособлении к вертикально-протяжному станку (рис. 10.1, в). Короткие заготовки шлифуют на магнитной плите плоскошлифовального станка (рис. 10.1, г).

Заготовку базируют на противолежащий торец, используе- мый в качестве установочной базы. Лишение заготовки всего трех степеней свободы для данного варианта выполнения технологической операции вполне достаточно.

В целях сокращения числа вариантов схем базирования рекомендуется по возможности использовать типовые схемы установки.

При выборе баз учитывают и такие соображения, как удобство установки и снятия заготовки, удобство и надёжность её закрепления, возможность подвода режущих инструментов и (Ч)Ж с различных сторон заготовки и пр. По выбранным базам [|н>рмулируют требования к точности и шероховатости поверхностей.

Разработка технологического процесса включает следующие этапы:

1) ознакомление со служебным назначением изделия;

2) изучение и критический анализ технических требований и раз­личных норм (точности, производительности, КПД, расхода горючего), определяющих служебное назначение изделия;

3) ознакомление с намечаемым количественным выпуском изделия в единицу времени и общим количеством выпуска по неизменяемым чер­тежам;

4) изучение рабочих чертежей изделия и их критический анализ с точки зрения возможности выполнения изделием его служебного назна­чения, намечаемых конструктором способов получения точности, тре­буемой служебным назначением, выявления и исправления допущенных ошибок;

5) разработка технологического процесса последовательности об­щей сборки изделия, обеспечивающего возможность выполнения им служебного назначения, и выявление требований технологии общей сборки к конструкции изделия, сборочным единицам и деталям;

6) анализ служебного назначения сборочных единиц и разработка последовательности технологического процесса сборки сборочных еди­ниц, их регулировки и испытания; выявление требований технологии сборки к деталям, составляющим сборочные единицы, и к конструкции сборочных единиц;

7) изучение служебного назначения деталей, критический анализ технических требований и требований к деталям со стороны технологии, выявление требований к конструкции деталей;

8) выбор наиболее экономичного технологического процесса полу­чения заготовок с учетом требований служебного назначения деталей и намечаемого количественного выпуска в единицу времени и по неизме­няемым чертежам;

9) разработка наиболее экономичного технологического процесса изготовления деталей при намеченном количестве выпуска в единицу времени и по неизменяемым чертежам; внесение коррективов в техноло­гические процессы и, если необходимо, в конструкцию деталей;

10) планировка оборудования и рабочих мест, подсчет загрузки и внесение необходимых корректив в технологический процесс;

11) проектирование и изготовление инструмента, технологической оснастки и ; опробование их и внедрение в производство;

12) внесение в технологический процесс всех корректив для исправ­ления ошибок и недочетов, обнаруженных во время внедрения техноло­гических процессов в производство.

Изучение служебного назначения изделия. Перед началом разра­ботки технологического процесса технологу необходимо детально изу­чить и понять служебное назначение изделия, намечаемого к изготовле­нию. Изучение формулировки служебного назначения изделия должно сопровождаться его критическим анализом с целью установления - на­сколько полно отражена задача, под решение которой создается изделие.

Первоначально служебное назначение изделия формулируется за­казчиком при разработке технологического процесса изготовления про­дукции с помощью этого изделия и уточняется при оформлении заказа на проектирование изделия. Для конструктора формулировка служебного назначения изделия является исходным документом, который впоследст­вии прилагается к чертежам изделия. Со стороны технолога, приступаю­щего к разработке технологии изготовления изделия и являющегося ли­цом, ответственным за сдачу готового изделия заказчику, помимо изуче­ния требуется критическая оценка формулировки служебного назначения изделия.

Необходимость в критической оценке объясняется важностью того обстоятельства, что задачи, которые должны быть решены с помощью создаваемого изделия, должны быть определены правильно. Если ошиб­ки или неточности, допущенные при конструировании и изготовлении изделия еще как-то могут быть устранены, то ошибки в определении служебного назначения в его основном замысле не поддаются исправле­нию и нередко ведут к неполноценности или негодности конструкции. На практике нередки случаи, когда уточнения служебного назначения изде­лия на стадии проектирования технологического процесса требовали зна­чительных конструктивных доработок, что способствовало повышению качества изделия.

Анализ технических требований и норм точности. Технические требования и нормы точности являются результатом преобразования ка­чественных и количественных показателей служебного назначения изде­лия в показатели размерных связей его исполнительных поверхностей. Так как технические требования и нормы точности являются отражением служебного назначения изделия, то. приступая к разработке технологиче­ского процесса, необходимо глубоко понимать смысл тех требований, которые предъявляются к качеству изготовляемого изделия, и иметь уве­ренность в том, что они разработаны правильно.

Разработка технических требований и норм точности на создаваемое изделие является сложной задачей. Нередки случаи, когда конструкторы задают технические требования в неявном виде. Технологам в таких слу­чаях приходится уточнять и даже дополнять недостающие технические требования или переводить на язык цифр условия, заданные лишь на ка­чественном уровне.

Анализ соответствия технических требований и норм точности слу­жебному назначению изделия основывается: на теоретических исследо­ваниях физической сущности явлений, сопутствующих работе изделия: на проведении экспериментов на опытных образцах, макетах или первых экземплярах изделия; на изучении опыта эксплуатации изделия анало­гичного типа; на основании опыта, которым обладает технолог, выпол­няющий анализ.

Сформулированные технологом предложения по уточнению как служебного назначения, так и технических требований должны быть до­ведены до сведения конструктора и заказчика.

Анализ соответствия норм точности и технических требований слу­жебному назначению изделия, так же, как и разработка их при конструи­ровании, предполагает решение прямой задачи. Только переходя от слу­жебного назначения изделия к техническим требованиям и нормам точ­ности, можно понять логику их разработки и установить правильность и достаточность. Поэтому технолог, как и конструктор, должен владеть методом разработки норм точности и технических требований к изделию.

Исходными данными для установления норм точности изделия мо­гут являться требования к качеству продукции, которую должно произ­водить изделие, производительности и долговечности изделия и др. В конечном счете соблюдение этих требований зависит от точности фор­мы, размеров, относительного положения и движения исполнительных поверхностей изделия, т. е. от точности размерных и кинематических свя­зей исполнительных поверхностей.

Намечаемый выпуск изделий. Перед разработкой технологическо­го процесса изготовления изделия необходимо знать: 1) намечаемый вы­пуск изделий в единицу времени (в год, квартал, месяц); 2) общее коли­чество изделий, намечаемых к изготовлению по неизменяемым чертежам, или календарный промежуток времени, в течение которого намечается выпуск изделий по данным чертежам.

Эти данные требуются для выбора наиболее экономичных вариан­тов технологических процессов, видов оборудования, инструмента, объ­ектов технологической оснастки, организации технологического процес­са, степени его механизации и автоматизации.

В процессе разработки технологического процесса нередко прихо­дится несколько изменять намечаемый выпуск изделий в единицу време­ни в ту или иную сторону. Объясняется это тем, что при намеченном вы­пуске часть оборудования может остаться недоиспользованной вследст­вие его некомплектности, что снижает основные технико-экономические показатели.