Технология машиностроения

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Технология машиностроения

Технология машиностроения

1. План изготовления детали. Назначения технологических допусков при выполнении операции

План изготовления детали разрабатывается на базе маршрутной технологии и служит основой для проектирования технологических операций.

План -- это графически иллюстративный документ учебного характера, содержащий следующую информацию:

номера и названия всех технологических процессов, имеющих место при изготовлении детали в соответствии с принятым технологическим маршрутом ее изготовления.

наименование и предполагаемую модель оборудования, на котором выполняется конкретная технологическая операция

эскиз обработки заготовки

технические требования на выполнение операции

На эскизе заготовка должна быть изображена в рабочем положении обработки на станке, ее конфигурация должна соответствовать форме, которая получается после обработки на операции или ее отдельном этапе. Обработанные поверхности выделяются двойной контурной линией красного цвета.

На эскизах должны быть выполнены теоретические схемы базирования при выполнении технологических операций. При необходимости указываются номера поверхностей или осей, являющихся технологическими базами, с индексами операций на которых эти базы сформировались.

Указываются операционные размеры, предписанные к выполнению данной операции, установу, позиции. Операционные размеры обозначаются буквенными или буквенно-цифровыми символами с индексами операций.

Символы размеров берутся из схемы кодирования поверхностей. При необходимости используется латинский и греческий алфавит.

Технические требования на выполнение технологических операций включает в себя требования к шероховатости, технологические допуски на размер форму и взаимное расположение поверхностей.

При назначении технологических допусков на размеры на настроенном станке необходимо придерживаться следующих правил:

1. допуск на размер между измерительной базой и обработанной поверхностью ТАоп складывается из статической погрешности получения размера щстАоп, пространственных отклонений измерительной базы Д и погрешности базирования е от несовпадения технологической и измерительной баз:

ТАоп= щстАоп + Д+ е

2. Допуск на размер Б между поверхностями, обработанными с одного установа включает в себя только величину статической погрешности

ТБоп= щстБоп

3. операционные допуски на размеры 2Воп и 2Гоп замкнутых поверхностей складывается из статических погрешностей обработки этих поверхностей:

Т2Воп= щст2Воп, Т2Гоп= щст2Гоп

При обеспечении точности методом последовательных ходов и промеров операционные допуски равны или больше статистических погрешностей выполняемых размеров.

2. Служебное назначение деталей машин. Нормируемые показатели качества деталей машин. Классификация деталей машин но функциональному назначению

Машина - механизм или сочетание механизмов, осуществляющих определенные целесообразные движения для преобразования материалов, энергии, выполнения работ или же сбора, хранения или предачи информации.

Под служебным назначением машины понимают четко сформулированную задачу, для решения которой машина предназначена.

Служебное назначение машины обеспечивается ее качеством - совокупностью свойств определяющих соответствие ее служебному назначению и отличающее от других машин.

Показатели качества можно разделить на 3 группы:

Технический уровень, определяющий степень совершенства машины: мощность, КПД, производительность, точность, экономичность;

Технологичность конструкции, обеспечивающая оптимальные затраты труда и средств за весь период существования машины, начиная с ее изготовления.

Эксплутационные показатели: надежность долговечность, транспортабельность, экономическая характеристика, безопасность в работе, экологическое воздействие, эстетическая оценка.

Одним из важнейших показателей качества является точность, которая формируется на этапе производства.

В свою очередь точность машины определяется точностью изготовления и сборки узлов и деталей из которых состоит машина. Показатели точности этих элементов назначаются исходя из анализа их служебного назначения.

По функциональному назначению поверхности деталей подразделяются на:

1. Исполнительные - с помощью которых деталь выполняет свое служебное назначение

Основные конструкторские базы, которые определяют положение детали относительно других деталей, на которые она монтируется:

Вспомогательные конструкторские базы, определяющие положение деталей, присоединяемых к данной;

Свободные поверхности- все остальные, завершающие конструктивные формы детали.

3 Структура технологических операций. Дифференциация и концентрация операций. Последовательная и параллельная концентрация

Структура операции определяет содержание технологической операции и последовательность ее выполнения. В конечном итоге от структуры зависит время выполнения операции. Время выполнения операции определяется штучным временем, затрачиваемым на производство одной единицы продукции:

Тшт= То+Тв+Тп;

Где То - основное технологическое время затрачиваемое непосредственно на изменение состояния заготовки- время воздействия инструмента на заготовку;

Тв - вспомогательное время, затрачиваемое на выполнение вспомогательных переходов; ходов, управление оборудованием, контроль, смену инструмента.

Тп- потери на подготовку оборудования к работе, организованные перерывы.

Сумма основного и вспомогательного времени составляет оперативное время Топ:

Топ= То + Тв

Структура оерации определяется следующими признаками:

Количеством заготовок одновременно устанавливаемых в приспособлении или на станке ( одно и многоместная)я;

Количеством инструментов, используемых при выполнении операции (одно или многоинструментальная);

* Последовательностью работы инструментов при выполнении операции Выбор структуры зависит от серийности производства и принятого принципа

формирования технологического процесса и технологических операций.

После уточнения структуры технологической операции определяют ее составляющие элементы: установы, позиции, вспомогательные и технологические переходы, количество инструментов и последовательность выполнения.

Одну и ту же заготовку можно обработать разными способами. Технологический прцесс обработки заготовки может содержать небольшое количество операций с применением небольшого количества оборудования, однако эта же заготовка может быть обработана на большем числе станков с большим количеством операций. В первом случае количество переходов в операциях характеризует их сложность, насыщенность, т.е. степень концентрации.

Если количество переходов, выполняемых последовательно на станке, значительно, такую организацию работы называют последовательной концентрацией технологического процесса.

Если одновременно параллельно выполняют значительное число переходов в одной операции, то такую организацию работы называют параллельной концентрацией технологического процесса. Параллельная концентрация связана с использованием многоинструментальных станков ( многорезцовых, многошпиндельных.), что обеспечивает высокую производительность, применение таких станков экономично при большом выпуске изделий.

Если технологический процесс раздроблен на простейшие операции с небольшим числом переходов в каждой, то он называется дифференцированным технологическим процессом. Дифференциация применяется на отдельных этапах при недостаточном оснащении специальным оборудованием, отсутствии квалифицированных рабочих. В этом случае технологический процесс расчленен на простейшие операции, преимущественно однопереходные или двухпереходные.

4. Припуски и напуски на обработку. Методы определения припусков - табличный, расчетно-аналитический, с помощью операционных размерных цепей

Припуск - это слой металла, подлежащий удалению с поверхности заготовки в процессе обработки для получения готовой детали. Размер припуска определяют разностью между размером заготовки и размером детали по рабочему чертежу, припуск задается на сторону.

Припуски подразделяют на общие, удаляемые в течении всего процесса обработки данной поверхности, и межоперационные, удаляемые при выполнении отдельных операций. Величина межоперационного припуска определяется разностью размеров, полученных на предыдущей и последующих операциях.

К снимаемым в процессе обработки заготовки слоям материала относятся и напуски. Однако, причиной их появления является упрощение технологического процесса получения исходной заготовки за счет упрощения ее формы и создания специальных технологических элементов- уклонов и радиусов.

Установление оптимальных величин припусков имеет существенное технико-экономическое значение при разработке технологических процессов изготовления деталей машин.

В машиностроении широко применяют несколько методов определения припусков.

1. Табличный метод.

Позволяет получить значения операционных припусков по таблицам, составленных на основе обобщения и систематизации данных передовых предприятий.

Значения общих припусков приведены в стандартах на исходные заготовки - поковки, отливки.

Недостатком этого метода является то, что припуски назначают без учета конкретных условий построения технологических процессов: структур операций, особенностей работы оборудования, схем установки заготовки и размерных взаимосвязей в технологическом процессе. Опытно - статистические величины завышены, так как ориентированы на условия, где увеличенный припуск дает возможность избежать брака за счет удлинения технологического маршрута. Этот метод применим в условиях единичного и мелкосерийного производства, где не требуется углубленного анализа выполнения операций.

2. Расчетно-аналитический метод

Данный метод разработан В.М. Кованом. Согласно этому методу величина минимального припуска должна быть такой, чтобы при его снятии устранялись погрешности обработки и дефекты поверхностного слоя, полученные на предыдущих технологических переходах, а также погрешность установки заготовки, возникающая на выполняемом переходе.

Общая величина минимального промежуточного припуска Zmin равна:

Где i -- индекс выполняемого технологического перехода;

- средняя высота неровностей поверхности после предшествующего перехода;

- глубина дефектного поверхностного слоя после предшествующего перехода;

- величина пространственных отклонений обрабатываемой поверхности относительно технологической базы, полученная на предыдущем переходе;

- погрешность установки заготовки;

Расчетно - аналитический метод следует применять в случаях, когда соблюдается принцип единства баз на всех операциях обработки поверхности.

3. Метод размерных цепей

Данный метод позволяет установить взаимосвязи операционных размеров, припусков, размеров детали и иных ее размерных параметров на всех стадиях обработки заготовки.

Технологический процесс обработки заготовки с размерами в продольном направлении Аi-1 и Бi-1 включает операцию подрезки торцев 2 и 3 с выдерживанием операционных размеров Вi и Аi от технологической базы - торца 1 и операцию подрезки торца 1 с выдерживанием размера Аi+1 от базы торца 3.На этих операциях снимаются припуски. Индексы 1,2,3 соответствуют номерам обрабатываемых поверхностей.

Величины припусков и размер Б являются замыкающими звеньями размерных цепей с уравнениями:

Задаваясь минимальными значениями припусков из условия устранения следов предыдущей обработки:

И используя уравнения погрешностей размерных цепей можно найти максимальное значение припусков:

,

Где щZi - погрешность припуска.

,

Где щАi - погрешности составляющих звеньев в правой части уравнений,

n - количество звеньев.

5. Типы машиностроительных производств, их сравнительная характеристика

В машиностроении в зависимости от программы выпуска изделий и характера изготовляемой продукции различают три основных типа производства:

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. На предприятиях с единичным типом производства применяют преимущественно универсальное оборудование с расположением его в цехах по групповому признаку (т.е. разбивкой на участки токарных, фрезерных, строгальных и т.д.) Технология производства характеризуется применением стандартного режущего инструмента и универсального измерительного инструмента.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операции различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Значение коэффициента закрепления операции - отношение числа всех различных технологических операций к числу рабочих мест. Для мелкосерийного производства принимают коэффициент 20-40, для среднесерийного 10-20, для крупносерийного 1-10.

На предприятиях серийного типа производства большая часть оборудования состоит из универсальных станков, оснащенных как специальным так и универсально-наладочными и универсально-сборными приспособлениями, что позволяет снизить трудоемкость и удешевить производство.

В условиях серийного производства оборудование располагается в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки, со строгим соблюдением принципа взаимозаменяемости.

В серийном производстве применяют также переменно- поточную форму организации работ. Оборудование располагают по ходу технологического процесса. Обработку производят партиями, причем заготовки каждой партии могут несколько отличаться размерами или конфигурацией, но допускают обработку на одном и том же оборудовании.

* Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течении продолжительного времени. Коэффициент закрепления операций в этом типе производства равен 1. Оборудование располагается по ходу технологического процесса с широким применением специализированного и специального оборудования, механизацией и автоматизацией производственных процессов при строгом соблюдении принципа взаимозаменяемости. Высшей формой массового типа производства является производство непрерывным потоком.

При непрерывном потоке передача с позиции на позицию осуществляется непрерывно в принудительном порядке, что обеспечивает параллельное одновременное выполнение операций на всех операций на технологической линии. Квалификация рабочих низкая.

6. Определение припусков и операционных размеров расчетно-аналитическим методом при обработке вала на настроенном оборудовании. Структура минимального припуска на обработку

В условиях крупносерийного и массового производства используется этот метод. Настройка производится на минимальный диаметр для валов или на максимальный диаметр для отверстий.

7. Технологичность конструкций изделий. Качественные и количественные характеристики. ТКИ, приемы повышения ТКИ

Под технологичностью конструкции изделия (ТКИ) понимается совокупность свойств конструкции, которые обеспечивают изготовление, ремонт, техническое обслуживание изделия с наименьшими затратами при заданном качестве и принятых условиях изготовления, техобслуживания и ремонта.

Отработка изделия на ТКИ представляет собой одну из наиболее сложных функций технологической подготовки производства. Обязательность отработки на ТКИ на всех стадиях устанавливается гос. стандартами.

Различают технологичность:

Производственную;

Эксплутационную;

При техническом обслуживании;

Ремонтную;

Заготовки;

Детали;

Сборочной единицы;

По процессу изготовления;

По форме поверхности;

По размерам;

По материалам;

ТКИ - комплекс требований, содержащий показатели, характеризующие технологическую рациональность конструктивных решений. Их можно разделить на две группы: качественные и количественные характеристики. К качественным показателям относятся:

Взаимозаменяемость узлов и деталей;

Регулируемость конструкции;

Контролепригодность;

Инструментальная доступность;

К количественным показателям относятся:

Основные - трудоемкость изделия, технологическая себестоимость, уровень технологичности по трудоемкости, уровень по себестоимости;

Дополнительные - относительные трудоемкости видов работ, коэффициент взаимозаменяемости, материалоемкость, энергоемкость, коэффициенты унификации, стандартизации, точности, шероховатости, и т.д.

Приемы повышения ТКН:

Максимальная унификация и стандартизация конструктивных элементов детали;

Возможность применения методов получения заготовок с наименьшими затратами;

Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых технологических процессов ее изготовления;

Наличие конструктивных элементов, обеспечивающих нормальную работу режущего инструмента ( вход и выход);

Конструкция должна обеспечивать повышенную жесткость детали, что обеспечивает ее обработку на повышенных режимах;

Удобство установки заготовки при обработке ее поверхностей;

Наличие конструктивных элементов, обеспечивающих автоматизацию заготовок на станках;

Максимальное сокращение размеров обрабатываемых поверхностей;

Возможность обработки наибольшего количества поверхностей с одного установа;

Возможность одновременной обработки сразу нескольких поверхностей

Возможность обработки на проход;

Технические требования на чертеже не должны предусматривать, по возможности, особых методов и средств контроля.

8. Понятие производственного и технологического процессов (ТП). Виды ТП. Особенности проектирования группового ТП

Производственный процесс (ПП) - совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимые на данном предприятии для изготовления или ремонта ваыпускаемых изделий.

Изделие - это любой предмет, подлежащий изготовлению на предприятии.

В зависимости от назначения изделия делят на изделия основного и вспомогательного производства.

Основное производство - выпускает изделия, предназначенные для реализации.

Вспомогательное производство - выпускает изделия, предназначенные для нужд основного производства.

Деталь- изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала, без применения сборочных операций.

Технологический процесс - часть производственного процесса б содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.

Технологические процессы изготовления изделий могут содержать составные части, различающиеся по методу исполнения:

Формообразование;

Обработка резанием;

Термическая обработка;

Сборка;

Сварка;

Электрохимическая и электрофизическая обработка;

Окраска;

Контроль качества продукции;

Ремонт;

По целевому назначению разделяют на проектные, рабочие, перспективные и временные.

По степени универсальности бывают:

Единичный технологический процесс - разрабатывается для изготовления или ремонта изделия конкретного наименования и типоразмера в определенных производственных условиях.

Типовой технологический процесс -- проектируют для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно - технологическими признаками.

Групповой технологический процесс - предназначен для изготовления или ремонта группы изделий с общими технологическими признаками на специализированных рабочих местах.

Классификационными признаками группы являются общность технологического оборудования и обрабатываемых поверхностей. По подробности описания ТП могут быть:

Маршрутные - содержат перечень операций с указанием средств технологического оснащения и технико-экономических показателей.

Маршрутно-операционные -- то же что маршрутные, но с подробной разработкой документов на отдельные технологические операции;

Операционные - то же что маршрутные, но с подробной разработкой технологических документов на все операции технологического процесса.

9. Схемы расположения припусков и операционных размеров при использовании метода последовательных ходов и метода обработки на настроенном оборудовании

В условиях крупносерийного и массового производства используется метод обработки на настроенном оборудовании. Настройка производится на минимальный диаметр для валов или на максимальный диаметр для отверстий.

При обработке в единичном и мелкосерийном производстве методом пробных ходов стремятся получить наибольшие предельные размеры, что обеспечивает отсутствие неисправимого брака, а также дает максимальный запас поля допуска детали на ее износ при эксплуатации.

10. Технологическая операция, установка, позиция, переход, ход. Вспомогательный переход, ход

Технологическая операция - это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. На основе операций определяется трудоемкость изготовления изделий и устанавливаются нормы времени и расценок, определяется потребное количество рабочих, средств технологического оснащения.

Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении заготовок или собираемых сборочных единиц. Обозначение установа А, Б, В, Г и т.д.

Позиция - фиксированное положение приспособления с неизменно закрепленной в нем заготовкой относительно рабочих органов оборудования для выполнения части технологической операции.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых при обработке или соединяемых при сборке. Сопровождается изменением состояния объекта производства.

Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно объекта производства, сопровождаемая изменением состояния объекта.

Вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий работника и оборудования. Не сопровождается изменением состояния объекта производства, но необходима для выполнения технологического перехода.

Вспомогательный ход- законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно объекта производства, и несопровождаемая изменением его состояния.