Тема 1.2 Технологическая подготовка производства.

Разработка ТП входит основным разделом в технологическую подготовку производства и выполняется на основе принципов « Единой системы технологической подготовки производства»

( ГОСТ 14.001-73)

ГОСТ 14.301-83 этой системы устанавливают виды и общие правила разработки ТП, исходную информацию и перечень основных задач на этапах разработки.

Разрабатываемый ТП должен быть прогрессивным, обеспечивать производительность труда и качество деталей, сокращение трудовых и материальных затрат на его реализацию, уменьшение

Вредных воздействий на окружающую среду.

ТП разрабатывают на основе имеющегося типового или группового ТП. По технологическому классификатору формируют технологический код . По коду изделие относят к определённой классификационной группе и действующему для неё типовому или групповому ТП. При отсутствии соответствующей классификационной группы ТП разрабатывают как единичный, с учётом ранее принятых прогрессивных решений в действующих единичных ТП.

Важным этапом разработок является нормирование труда на выполнение процесса; определение разряда работ и обоснование профессий исполнителей для выполнения операций в зависимости от сложности этих работ; расчёт норм расхода материалов, необходимых для реализации процесса. В ходе разработок определяются требования охраны труда.

Целесообразность использования средств вычислительной техники при проектировании ТП определяется в соответствии с требованиями стандартов ЕСТПП. На завершающем этапе разработок выбирают оптимальный вариант ТП и рассчитывают его экономическую эффективность на основе существующих методик. При оформлении ТП по стандартам ЕСТД проводят нормоконтроль документации, согласование и утверждение в установленном порядке.

Базовой исходной информацией для проектирования ТП служат: рабочие чертежи, технические требования, регламентирующие точность , параметр шероховатости поверхности и др. требования качества; объём годового выпуска изделий, определяющий возможность организации поточного производства. Для поточного выпуска необходимо рассчитать такт выпуска.Для непоточного произв-ва важно знать ритмичность выпуска изделий и объём серий.

При проектировании необходимо изучить и использовать руководящую и справочную информацию. Рукововодящая информация предопределяет подчинённость принимаемых решений государственным и отраслевым стандартам, учёт принятых перспективных разработок.

К справочной информации относятся опыт изготовления аналогичных изделий, методические материалы и нормативы, результаты научных исследований.

Для разработки ТП обработки детали требуется предварительно изучить её конструкцию, функции, выполняемые в узле, механизме, машине, проанализировать технологичность конструкции и проконтролировать чертёж. Рабочий чертёж детали должен иметь все данные, необходимые для исчерпывающего и однозначного понимания при изготовлении и контроле детали, и соответствовать действующим стандартам.

Технологичность конструкциидетали анализируют с учётом условий её производства, рассматривая особенности конструкции и требования качества как технологические задачи изготовления. Выясняют возможные трудности обеспечения параметров шероховатости поверхности, размеров, форм и расположения поверхностей, делают увязку с возможностями методов окончательной обработки, возможностями оборудования и метрологических средств.

Размеры элементарных поверхностей деталей (ширины канавок и пазов, резьбы, фасок и т.д) должны быть унифицированы.Ограничения при проектировании могут возникнуть, например, в случае слишком близкого расположения осей отверстий у деталей, невозможности сквозного прохода инструмента.

Анализируют специальные технические требования (балансировку, подгонку по массе, т/о, покрытия и т.д), предусматривают условия их выполнения в ТП и место проверки. Изменения утверждают в установленном порядке и вносят ( отдел гл.конструктора) в рабочие чертежи и технические требования на изготовление.

Для количественной оценки технологичности конструкции применяют показатели, предусмотренные ГОСТ 14.202-73. Показатели, характеризующие трудоёмкость, материалоёмкость, унификацию конструкции элементов детали, требования к точности изготовления, дают конкретные представления при сравнении с аналогичными деталями, принятыми в качестве базовых.

Заготовкувыбирают исходя из минимальной себестоимости готовой детали для заданного годового выпуска. 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 мех. обработка (м/о) и меньше расход материала. Задача решается на основе минимизации суммарных затрат средств на изготовление заготовки и её последующую обработку.

При выборе заготовки следует учитывать, что руководящим положениям об экономии материалов, создании безотходной и малоотходной технологии и интенсификации ТП в машиностроении отвечает тенденция использования более точной и сложной заготовки. Для таких заготовок требуется более дорогая технологическая оснастка в заготовительном цехе ( сложные штампы и комплекты модельной оснастки), затраты на которую могут оправдать себя лишь при достаточно большом объёме годового выпуска заготовок.

Размеры, припуски на обработку и механические свойства материала, поступающих на обработку заготовок должны соответствовать величинам, принятым при проектировании и изложенным в утверждённых ТУ ( технических условиях).

Стабильность характеристик качества заготовок существенно влияет на протекание ТП. В автоматизированном произ-ве при этом создаются условия для осуществления статистически управляемого ТП ( ГОСТ 15895-77), обеспечивающего получение деталей с заданными параметрами качества при минимальных затратах времени на регулирование хода ТП.

Применение прогрессивных заготовок со стабильными характеристиками качества явл-ся важным условием организации гибкого автоматизированного производства, требующего быстрой переналадки оборудования, 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.

Выбор заготовки после соответствующих технико-экономических обоснований оформляют назначением класса точности по соответствующему ГОСТу на заготовки и указанием на чертеже заготовки технологических баз. После определения припусков на обработку на чертеже заготовки наносят общие припуски и обозначают отверстия, которые образуются в результате обработки, а в заготовке отсутствуют.

Маршрутную технологию разрабатывают, выбирая технологические базы и схемы базирования для всего ТП.

Выбирают две системы баз-основные базы и чёрные базы, используемые для базирования при обработке основных баз.

Всю м/о распределяют по операциям, и т.о., выявляют последовательность выполнения операций и их число; для каждой операции выбирают оборудование и определяют конструктивную схему приспособления.

На первых одной-двух операциях при базировании по чёрным базам обрабатывают основные технологические базы. Затем, выполняют операции формообразования детали до стадии чистовой обработки(точность 7-9-го квалитета). Далее осуществляют операции местной обработки на ранее обработанных поверхностях ( фрезеруют канавки и лыски, нарезают резьбу и зубья, сверлят отверстия). Затем выполняют отделочную обработку основных, наиболее ответственных поверхностей (точность 7-го квалитета); при необходимости за этим следует дополнительная обработка самых ответственных поверхностей с точностью 6-7-го квалитетов и параметрам шероховатости поверхности Ra=0,32 мкм и менее.

Построение маршрутной технологии во многом зависит от конструктивно-технологической особенности детали и требований точности, предъявляемых к её основным, наиболее ответственным поверхностям. Для основных поверхностей с учётом точности выбранной заготовки и достижимых коэффициентов уточнения при обработке, выбирают методы обработки, назначают число и последовательность выполняемых переходов, определяют содержание операций. Место обработки менее ответственных пов-тей определяется конкретными условиями и не является принципиально важным.

Если обработку этих пов-тей по расположению и видам применяемых инструментов можно вписать в основные операции, то её включают в состав этих операций в качестве переходов, выполняемых на черновой и чистовой стадиях обработки.

Деление всего объёма обработки на операции, выбор оборудования, формирование операций по содержанию зависят также от условий произв-ва.

В поточном пр-вештучное время любой операции должно соответствовать такту выпуска, а для этого в некоторых случаях требуется применять специальные приспособления, инструментальные наладки и станки. Наиболее точные станки используют дл чистовой и отделочной обработки, выделяемой в отдельные операции. Чтобы избежать трудоёмких переустановок крупногабаритных и тяжёлых заготовок, черновую и чистовую обработку таких заготовок выполняют за одну операцию. Такое же построение маршрутной технологии характерно для любых деталей в мелкосерийном производстве. Во всех случаях выполнения черновой и чистовой обработки за одну операцию рекомендуется сначала провести черновую обработку всех поверхностей, а затем выполнить чистовую обработку тех. Поверхностей, для которых она необходима. В маршрутной технологии в процессе обработки предусматривается контроль с целью технологического обеспечения заданных параметров качества обрабатываемой детали.Технолог устанавливает объект контроля и его место, обращая внимание на операции, при которых точность обеспечивается наиболее трудно, назначает методы и средства контроля, выдаёт задание на их конструирование.

Операционную технологиюразрабатывают с учётом места каждой операции в маршрутной технологии.

К моменту проектирования каждой операции известно, какие поверхности и с какой точностью были обработаны на предшествующих операциях, какие пов-ти и с какой точностью нужно обрабатывать на данной операции.

Проектирование операций связано с разработкой их структуры, с составлением схем наладок, расчётом настроечных размеров и ожидаемой точности обработки, с назначением режимов обработки, определением норм времени и сопоставлением её с тактом работы (в поточном произ-ве).При расчётах точности и проверке производительности может возникнуть необходимость в некоторых изменениях маршрутной технологии, выбора оборудования, содержания операции или условий её выполнения.

Операционная технология позволяет выдать задание на конструирование специального оборудования, средств механизации и автоматизации, на разработку средств технологического оснащения и метрологического процесса.

Технологический процесс должен обеспечить получение детали или изделия, отвечающим требованиям чертежа и ТУ, при наименьших затратах труда и материальных ресурсов. ТП должен содержать все данные , необходимые для подготовки производства и изготовления детали ( изделия). Кроме схемы обработки, методов крепления и базирования, применяемого оборудования и оснастки, ТП определяет размеры , последовательно придаваемые деталям на разных стадиях обработки, требования к чистоте и взаимному расположению поверхностей, режимы обработки и нормы времени , а также сведения о способе получения заготовки, материале, из которого она изготовлена, и обработке её до поступления в цех.

Основным документом , на основании которого ведётся обработка ТП, явл-ся рабочие чертежи изделия и ТУ на его изготовление.

Под технологичностью конструкции понимают степень учёта при конструкторском оформлении элементов машин факторов, влияющих на трудоёмкость обработки, производительность труда, соблюдение заданных допусков и в конечном итоге на стоимость изделия.

При проверке технологичности деталей надо согласовывать с конструкторами способы простановки размеров, требования к точности и взаимному расположению отдельных элементов, исключить из конструкции элементы, затрудняющие подвод и выход инструмента, а также формы, очерченные сложными кривыми и излишние требования к точности и чистоте обработки.

Необходимыми материалами для разработки ТП явл-ся данные об оборудовании: каталоги и паспорта.

Последовательность разработки ТП:

1.Определяют такт выпуска или размеры партии.

2.Определяют вид и размеры заготовки и величину припуска на обработку.

3.Устанавливают технологический маршрут- рациональную последовательность выполнения операций.

4.Выбирают способы установки заготовки, базовые пов-ти и способы закрепления заготовки на каждой операции.

5.Назначают станки для выполнения всех операций.

6.Выбирают универсальные приспособления и принципиальные схемы специальных приспособлений.

7.Расчленяют операции на переходы и проходы, устанавливают операционные размеры, допуски и припуски.

8.Подбирают типы и размеры режущего инструмента.

9.Устанавливают режимы резания, производят техническое нормирование и расчёты экономичности выбранной схемы ТП.

10.Определяют технологические карты.

Оформление технологической документации.

( См. ГОСТ 3.1102-81; ГОСТ 3.1118-82).

Для м/о при единичном и мелкосерийном производстве оформляют маршрутно- технологические карты, в которых указывается материал, размер заготовки, порядок выполнения операций и краткое их содержание, тип оборудования, разряд работы и норма времени.

При крупносерийном и массовом производствах ТП оформляется в виде комплекта карт, состоящие из операционных карт м/о, в которых подробно, по переходам изложено содержание операции; указаны режимы резания, режущие и измерительные инструменты; вычерчен эскиз детали с размерами, необходимые для выполнения операции, а также указаны материал и твёрдость детали, приспособления, норма времени , цех, тип ,№ станка.

Кроме операционных карт, составляется сводная технологическая карта. В ней кратко излагается содержание операции, указываются станок, на котором она выполняется и операционные нормы времени.

К документации ТП относятся также карта технологического контроля и сводная инструментальная карта. В картах технического контроля указываются, какие размеры и каким инструментом проверяется процент деталей, подвергаемых контролю и особые технические требования.

Инструментальные карты содержат перечень оснастки, применяемой при изготовлении детали, и служат для подготовки производства и учёта оснащённости ТП изготовления данной детали.

Для подготовки производства изделия составляют сводные ведомости технологической оснастки, в которых заносятся специальные приспособления, режущие, измерительные и вспомогательные инструменты, штампы, модели, прессформы.

В массовом производстве на отдельные операции с большим кол-вом переходов разрабатывают карты наладки , в которых даются схемы наладки, указывается инструмент, режимы обработки ит.д.

Для расчета норм времени на каждую операцию составляют нормировочные карты. Эти карты

Служат для учёта трудоёмкости процесса, расчёта численности рабочих и загрузки оборудования.

Выбор станков.

Правильный выбор оборудования – один из важнейших факторов успешного выполнения ТП. При выборе оборудования необходимо, кроме вида обработки ( токарная, шлифовальная и т.д), учитывать:

- характер производства;

-метод достижения заданной точности при обработке;

-необходимую сменную ( или часовую) производительность станка;

-соответствие станка размерам детали;

-мощность станка и её соответствие требованиям обработки;

-возможность обеспечения требуемой точности и чистоты обработки;

-удобство управления и обслуживания станка при обработке детали( удобство измерения, удаление стружки, подвод СОЖ);

-размеры станка;

-стоимость станка;

-возможность оснащения станка высокопроизводительным приспособлением и средствами механизации и автоматизации;

-кинематические данные станка ( число оборотов, величина и усилие подачи и т.д).

В единичном и мелкосерийном производстве выбирают универсальные станки ( станки общего назначения). В массовом и крупносерийном производстве выбирают специализированные и определённого назначения станки.

Однако, важнейшим фактором , определяющим выбор станка, явл-ся экономичность обработки: получение заданной производительности и точности при наименьших затратах.

Нормирование технологического процесса.

Существует три метода нормирования: опытно-статистический, суммарно-сравнительный и расчётно-аналитический.

Самым прогрессивным методом нормирования явл-ся расчётно- аналитический.

По этому методу техническая норма времени определяется на основе анализа ТП и учитывает кинематические и эксплуатационные возможности станка, прочность и стойкость инструмента, величину партии обрабатываемых деталей, средства , которыми оснащён процесс ( приспособления, измерительные инструменты, подъёмные и загрузочные средства и т.п).

Техническая норма штучного времени может быть определена:

Тш=То+Тв+Тто+Тоо+Тп, мин , где

То-основное ( машинное) время, в течение которого инструмент врезается в деталь, обрабатывает заданную поверхность и выходит из процесса резания;

Тв- вспомогательное время, необходимое на установку и снятие детали, включение и выключение станка, подвод и отвод инструмента, измерение детали и др. переходы, выполняемые рабочим и не вызывающие изменения размеров, формы и качества детали; сумма То+Тв – называется оперативным временем.

Тто – время технического обслуживания, затрачиваемое на установку, снятие и замену притупившихся инструментов, на заправку шлифовальных кругов, смазку и подналадку станка, уборку стружки в процессе работы и т.д.

Тоо- время на организационное обслуживание, затрачиваемое на подготовку станка к работе в начале смены, получение инструмента, заготовок и заданий, уборку станка в конце смены и передачи его сменщику; время на организационное обслуживание Тоо принимается в % к оперативному времени ( 5-6%);

Тп- время на отдых и физические потребности исчисляются в % к оперативному времени; при выполнении тяжёлых работ время Тп принимается большим, чем при выполнении лёгких работ.

Для расчёта загрузки оборудования и определения себестоимости обработки деталей пользуются калькуляционным временем:

Тк=Тш+Тпз , мин

N

Тпз –подготовительно- заключительное время, т.е время, затрачиваемое на подготовку и наладку станка для обработки данной партии деталей, получение необходимой оснастки, документации, а также на сдачу обработанных деталей, документации и оснастки;