Порядок разработки и правила оформления технологической документации на металлорежущих станках с ЧПУ (ГОСТ 3.1418-82).

Существуют следующие виды основных документов:

Маршрутная карта (МК), применяемая совместно с конструкторским документом или картой эскизов;

Карта технологического процесса (КТП) , применяемая совместно с картой наладки инструмента и картой эскизов;

Операционная карта (ОК), применяется совместно с картой наладки инструмента и картой эскизов;

Карта наладки инструмента (КНИ), где указывается полный состав вспомогательного и режущего инструмента в технологической последовательности, совместно с картой технологического процесса, операционной картой и картой эскизов;

Карта эскизов (КЭ), где помещаются графические иллюстрации к операционной карте, карте ТП и маршрутной карте;

Карта кодирования информации (ККИ) для кодирования информации при разработке управляющих программ к станкам с ЧПУ совместно с картой эскизов;

Два документа называются вспомогательными: карта заказа на разработку управляющей программы (КЗП) для указания исходных данных, необходимых при разработке управляющей программы к станкам с ЧПУ и ведомость обрабатываемых деталей (ВОД) на станках с ЧПУ для указания исходных данных , необходимых для расчёта загрузки одной единицы оборудования с ЧПУ.

При разработке ТП, операций и управляющих программ установлены правила оформления следующих документов (ГОСТ 3.1418-82)

Карта технологического процесса – форма 1 и 1а;

Операционные карты – формы 2 и 2а;

Карта кодирования информации – формы 5 и 5а;

Карты заказа на разработку управляющей программы – формы 6 и 6а;

Ведомости обрабатываемых деталей на станках с ЧПУ – формы 7 и 7а.

Описание и указание данных по операциям выполняют в такой последовательности: описание операции , перехода ; информация о технологической оснастке; информация о технологических режимах.

Данные по применяемой технологической оснастке и средствах измерения указывать в следующем порядке: приспособления; вспомогательный инструмент; режущий инструмент; средства измерения.

Необходимые расчёты координат опорных точек , характеризующие движение рабочих органов оборудования, следует выполнять по форме КЭ с необходимым построением соответствующих таблиц и размещением в них номеров и координат начальных и опорных точек.

Допускается применение специальных документов, применяемых в отрасли.

Технологическим маршрутом называется последовательность прохождения заготовки , детали или сборочной единицы по подразделениям предприятия при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта.

Технологический маршрут обработки заготовки устанавливает последовательность выполнения технологических операций. Различают межцеховой и внутрицеховой маршруты.

На этапе разработки маршрута решаются следующие задачи:

-намечается общий план обработки детали;

-предварительно выбираются средства технологического оснащения;

-намечается содержание операций;

Общая последовательность обработки заготовки намечается в следующем порядке:

-все поверхности детали обрабатываются в последовательности , обратной их точности. Самая точная поверхность должна обрабатываться в последнюю очередь;

-в случае опасности появления дефектов в первую очередь производится обработка тех поверхностей, где дефекты недопустимы. При необходимости может быть произведена окончательная обработка этих поверхностей для определения целесообразности дальнейшей обработки;

-в первую очередь следует обрабатывать поверхность, которая будет служить технологической базой для последующих операций;

-в первую очередь следует обрабатывать поверхности, при удалении припусков с которых в наименьшей степени снижается жёсткость заготовки. Например, при обработке ступенчатых валов вначале обрабатывают ступени большого диаметра, а затем меньшего;

-каждая последующая операция должна уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности;

-при определении последовательности переходов предусматривать опережающее выполнение тех, которые подготавливают возможность осуществления следующих за ними переходов. Например, обработку деталей в патроне начинать с подрезки торца, который будет служить измерительной базой при отсчёте размеров по длине, то же следует выполнять перед сверлением или центрированием;

-последовательность обработки должна обеспечивать требуемое качество выполнения детали. Например, при обработке тонкостенной втулки в кулачковом патроне вначале необходимо расточить отверстие, а затем обточить наружную поверхность на оправке; фаски протачивать перед окончательной обработкой точных поверхностей; на участках детали, где наносится рифление, фаски и канавки протачивать после рифления;

-последовательность обработки поверхностей определяется системой простановки размеров. В первую очередь желательно обработать те пов-ти, относительно которых координировано большинство других;

- при определении последовательности выполнения черновых и чистовых операций, следует учитывать, что совмещение их на одних и тех же станках приводит к снижению точности обработки вследствие повышенного изнашивания станка на черновых операциях;

-вид т/о позволяет судить о её месте в общей последовательности обработки. При проектировании технологического маршрута необходимо предусмотреть для ответственных деталей не только термические операции, повышающие механические свойства материала до заданных чертежом, но и термические операции позволяющие улучшить обрабатываемость материала, уменьшить влияние технологической наследственности, снять внутренние напряжения;

-технический контроль назначают после тех этапов обработки, где вероятно повышенное кол-во брака, перед сложными и дорогостоящими операциями, после законченного цикла, а также в конце обработки детали;

-отделочные операции производить в самом конце технологического процесса, т.к при этом уменьшается опасность повреждения чисто обработанных поверхностей;

-легко повреждаемые пов-ти должны обрабатываться в последнюю очередь;

-отверстия нужно сверлить в конце технологического процесса, за исключением тех случаев, когда они служат базами для установки.

При составлении технологического маршрута руководствуются следующими общими правилами:

-операции должны быть одинаковым или кратными по трудоёмкости;

-желательно, чтобы одним и тем же методом обрабатывалось максимальное кол-во пов-тей;

-обработку сложных пов-тей, нуждающихся в особой наладке станка, следует выделять в самостоятельные операции. Например, нарезание резьб резцами, обработка фасонных поверхностей по копиру и т.п;

-черновую и чистовую обработки заготовок со значительными припусками необходимо выделять в отдельные операции;

-при окончательной обработке точных пов-тей не включать переходы, нуждающиеся в поворотах резцедержателя ( головки) , т.к это снижает вероятность погрешности режущего инструмента по лимбу;

-обработку поверхности с точным относительным расположением следует по возможности включать в одну операцию и выполнять за одно закрепление заготовки;

-обработку ступенчатых пов-тей выполнять в такой последовательности . при которой общая длина рабочих движений режущего инструмента будет наименьшей;

-переходы располагать в операции так, чтобы путь менее стойких инструментов был наименьшим. Например, при обработке деталей из прутка с отверстием перед отрезкой выполнять сверление; обработку ступенчатых отверстий в сплошной заготовке начинать сверлом большего диаметра, затем меньшего;

-при обработке отверстий следует избегать объединения в одной операции таких переходов, как сверление и растачивание отверстий;

-число применяемых в операции резцов не должно превышать числа одновременно закрепляемых в резцедержателе;

-если деталь подвергают т/о , то механическую расчленяют на две части6 до термической и после неё.

При проектировании технологического маршрута предусматриваются необходимые контрольные операции , назначаются методы и средства технического контроля и измерений. Правила выбора средств контроля регламентированы стандартом. В соответствии со стандартом выбор средств контроля основывается на обеспечении заданных показателей процесса контроля и анализа затрат на реализацию.

После разработки маршрута обработки заготовки производят предварительный выбор средств технологического оснащения.

Выбранные средства технологического оснащения уточняются при определении содержания операции.

Намеченный маршрут изготовления детали и произведённый предварительный выбор средств технологического оснащения позволяет перейти к планированию содержания операции. Предварительное содержание операций устанавливается объединением тех переходов, которые могут быть выполнены на одном станке.

Маршрут изготовления при единичном производстве назначают только исходя из реальных возможностей цеха ( предприятия), независимо от потребности и лишних перевозок деталей. Основным критерием выбора маршрута явл-ся не только оптимальная конструкция заготовки, но и сроки выпуска заказа, загрузка мощностей, стоимость и цикл изготовления необходимой оснастки для производства заготовок и т.д.

Маршрут изготовления при серийном производстве назначают также исходя из реальных возможностей предприятия. Иногда целесообразно вначале заготовку обрабатывать по принципам единичного производства, а затем, когда изготовлена оснастка и соответствующие мощности, обрабатывать по принципам серийного производства.

Маршрут обработки при массовом производстве назначается не из реальных возможностей предприятия, а из расчёта обеспечения оптимальной технологии. Для этого создаются специальные и агрегатные станки , производится соответствующая перестановка оборудования для организации потока.

Проектирование единичных технологических процессов.

Единичная технология предполагает разработку на каждую деталь своего ( единичного) технологического процесса, который должен учитывать все особенности данной детали и её заготовки. Единичный технологический процесс позволяет достичь наивысшего качества изготовления детали в результате возможности учёта всех особенностей изготовляемой детали, её заготовки и условий обработки.

В качестве примера разработки единичного технологического процесса приведём маршрут изготовления вала- шестерни коробки подач продольно- фрезерного станка для мелкосерийного производства.

Заготовку получают ковкой в подкладном штампе с высадкой венца.

1.Заготовительная.

Ковать заготовку.

2.Токарная.

Точить торцы в размер 233 и сверлить центровые отверстия последовательно с переустановкой. Технологическая база – наружная поверхность заготовки. Заготовка устанавливается в токарный самоцентрирующий патрон.

Точить наружные поверхности заготовки ( диаметральные и торцевые) с припуском 1,5…2 мм на сторону последовательно с переустановкой. Технологическая база – наружные поверхности заготовки и центровые отверстия. Заготовка устанавливается в патрон с поджатием задним центром.

3.Термическая.

Улучшиь заготовку НВ 228…250.

4.Токарная.

Точить торцы в размер 220 и перецентровать заготовку последовательно с переустановкой.

Точить две шейки ф 56, ф70,ф88h9 окончательно, две шейки ф50h6 с припуском 0,6 на диаметр, канавки на торцах шеек ф50h6( под игольчатые подшипники) с припуском 0,3.

5.Зубофрезерная.

Фрезеровать 20 зубьев (m=4) с припуском под шлифование 0,2 на сторону.

6.Термическая.

Цементировать на глубину 1,0…1,2 .

7.Токарная.

Точить ф50h7 с припуском 0,4, прилежащую канавку, фаску.

8.Термическая.

Калить 58…60НRСэ.

9.Центрошлифовальная.

Шлифовать ( притереть) центровые отверстия.

10.Круглошлифовальная.

Шлифовать ф50h7 окончательно, две шейки ф50h6 с припуском 0,10, торцы шеек ф50h6 окончательно.

11.Зубошлифовальная.

Шлифовать 20 зубьев (m=4) окончательно.

12.Круглошлифовальная.

Шлифовать две шейки ф50h6 окончательно.

13.Моечная.

14.Контрольная.

15.Нанесение антикоррозионного покрытия.

Проектирование технологической операции.

При проектировании технологической операции решается комплекс вопросов:

-уточняется содержание операции ( намеченное при проектировании маршрута);

-определяется последовательность и содержание переходов;

-окончательно выбираются средства технологического оснащения ( или составляются задания на их проектирование);

-устанавливаются режимы резания;

-определяются нормы времени;

-определяются настроечные размеры, и рассчитывается точность обработки;

-разрабатываются операционные эскизы и схемы наладок;

-подбирается состав СОЖ;

-определяется разряд работы.

Необходимо оценивать возможные варианты построения операций по производительности и себестоимости, руководствуясь технико- экономическими принципами проектирования, максимальная экономия времени и требуемая производительность.

Отдельная технологическая операция проектируется на основе принятого технологического маршрута, схемы базирования и закрепления заготовки на операции, данных о точности и шероховатости поверхностей до и после обработки на данной операции, припусков на обработку, такта выпуска или размера партии деталей ( в зависимости от типа производства)

Возможны структуры операции двух типов: простая, состоящая из одного-двух переходов, и сложная. Для структуры обоих типов обработка может быть однопоточной и многопоточной ; при многопоточной обработке несколько деталей изготовляют по одинаковым переходам. Технологический процесс осуществляется по одно-и многодетальной схеме, т.е на каждой рабочей позиции может обрабатываться одна или несколько деталей сразу.

Оформление технологической документации.

Технологической документацией называется комплекс графических и текстовых документов, определяющих технологию изготовления ( ремонта) изделия, которые содержат данные для организации производственного процесса. Установлена Единая система технологической документации (ЕСТД), являющаяся составной частью ЕСТПП. Основное назначение стандартов ЕСТД – установление на всех предприятиях единых правил оформления и ведения технологической документации. ЕСТД обеспечивает стандартизацию обозначений и унификацию документации на различные виды работ, предусматривает возможность обмена между предприятиями технологическими документами без их переоформления. Это обеспечивает стабильность комплектности документации, исключающую их повторную разработку предприятиями.

Основные технологические документы подразделяются на документы общего и специального назначения.

Карта эскизов – графический документ , содержащий эскизы, схемы и таблицы, предназначенные для пояснения выполнения технологического процесса, операции или перехода изготовления или ремонта изделия, включая контроль и перемещения . КЭ оформляется на каждую операцию и установ. На эскизе приводится схема установки заготовки, указываются размеры с допусками и шероховатость поверхностей, обрабатываемых на данной операции ( установе), а также необходимые дополнительные сведения ( требования к форме, взаимному расположению и т.д). В единичном и мелкосерийном производстве допускается не разрабатывать операционных эскизов.

Технологическая инструкция предназначена для описания технологических процессов , методов и приёмов, повторяющихся при изготовлении изделий, правил эксплуатации средств технологического оснащения и используется в целях сокращения объёма разрабатываемой технологической документации.

Документы специального назначения предназначены для описания технологических процессов и операций в зависимости от типа производства и заранее предусмотренных технологических методов изготовления или ремонта изделий. К числу обязательных документов такого рода относится маршрутная карта ( МК).

Маршрутная карта –документ, содержащий полное описание технологического процесса изготовления изделия по всем операциям, включая контроль и перемещение изделия, в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных , трудовых и других затратах.

Взамен маршрутной карты допускается использовать соответствующие карты технологического процесса (КТП). Она предназначена для операционного описания технологического процесса изготовления или ремонта изделия в технологической последовательности по всем операциям одного вида формообразования, обработки, сборки или ремонта с указанием переходов, технологических режимов и данных о технологических средствах оснащения, материальных и трудовых затратах .

Для единичных технологических процессов разрабатывается операционная карта (ОК), в которой содержится описание технологической операции с указанием последовательного выполнения переходов, данных о средствах технологического оснащения, режимах и трудовых затратах.

В условиях единичного и мелкосерийного производства допускается не заполнять операционные карты . Вся необходимая информация в этом случае заносится в маршрутные карты или КТП.

Карта типового ( группового) технологического процесса ( КТТП) предназначена для описания типового ( группового) технологического процесса изготовления или ремонта изделия в технологической последовательности по всем операциям одного вида формообразования, обработки, сборки или ремонта с указанием переходов и общих данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых затратах.

Степень подробности заполнения документации зависит от типа и характера производства, а также от сложности и точности обрабатываемых изделий. В соответствии с ГОСТ 3.1109-82 в технологической документации могут быть приняты приведённые ниже описания технологического процесса.

Маршрутное описание технологического процесса , при котором производится сокращённое описание всех технологических операций в маршрутной карте без указания переходов и технологических режимов. Маршрутное описание используют в единичном , мелкосерийном и опытном производствах.

Операционное описание технологического процесса, при котором производится полное описание всех технологических операций с указанием переходов и технологических режимов. Операционное описание применяется в серийном и массовом производствах и для особо сложных и дорогих деталей в мелкосерийном и единичном производстве.

Маршрутно- операционное описание технологического процесса , при котором производится сокращённое описание технологических операций в маршрутной карте с полным описанием отдельных операций в других технологических документах. Маршрутно- операционное описание рекомендуется к применению в серийном , мелкосерийном и опытном производствах, когда изготовляемое изделие включает в себя отдельные сложные и точные детали.

Технологические документы, используемые при разработке технологических процессов изготовления деталей ( ПО гост 3.1110-83 и ГОСТ 3.1121-84).

Условные обозначения :

ТЛ – титульный лист;

МК – маршрутная карта;

ВО – ведомость оснастки;

КК – комплектовочная карта;

КЭ – карта эскизов;

КТИ – карта технологической информации;

ВТД –ведомость технологических документов;

ВТП (ВТО) –ведомость деталей( сборочных единиц) к типовому ( групповому) технологическому процессу ( операции);

КТП – карта технологического процесса;

КТТП – карта типового ( группового) технологического процесса;

ОК – операционная карта;

ВОП – ведомость операций.

Примечание: звёздочкой отмечены документы, необходимые для разработки . Остальные документы выбираются по усмотрению разработчика.

Разработка и внедрение прогрессивных технологических процессов, рациональное построение их операций, применение средств механизации и автоматизации – главные направления повышения производительности труда. Анализ формулы штучно-калькуляционного времени показывает возможность его уменьшения уменьшением основных составляющих: основного времени, вспомогательного и подготовительно- заключительного.

Основное время рассчитывается по формуле: t_о=L i

S_м

L –расчётная длина перемещения инструмента или стола станка, мм;

S_{м –}минутная подача, мм/мин

i- число рабочих ходов данного перехода.

Его сокращение может быть осуществлено за счёт:

- уменьшения припусков на обработку ( уменьшается число рабочих ходов i);

-повышения режимов резания (t,S,v ) на основе рационального выбора материала режущего инструмента, применения новых инструментальных материалов, применения систем автоматического регулирования, повышения жёсткости технологической системы;

- уменьшения расчётной длины перемещения инструмента путём сокращения её составляющих. Величины врезания и перебега , уменьшаются при подборе рациональной геометрии инструмента, создании предварительного натяга в системе, одновременной обработки нескольких деталей. При одновременной обработке деталей длина врезания и перебега приходящиеся на одну деталь , уменьшаются пропорционально кол-ву деталей. Применение многоинструментальной обработки поверхности позволяет уменьшить длину рабочего хода каждого инструмента;

-совмещения переходов во времени путём их параллельного или параллельно- последовательного выполнения.

Сокращение вспомогательного времени может быть осуществлено за счёт :

- сокращения времени на установку и снятие деталей путём применения быстродействующих зажимных приспособлений , приспособлений, исключающих выверку деталей, применения автоматизированной загрузки и смены деталей;

-сокращение времени на управление станками на основе увеличения степени автоматизации оборудования;

-сокращения времени на контроль путём использования метода автоматического получения размеров, использования систем автоматического управления точностью обработки;

-комплексной механизации и автоматизации;

-частичного или полного совмещения затрат времени вспомогательных приёмов с основным технологическим временем.

Сокращение подготовительно- заключительного времени достигается за счёт:

- рациональной организации производства ( современная доставка технологической документации и объектов производства на рабочее место);

-применение быстросъёмной оснастки;

-правильного базирования приспособлений на рабочем месте столе станка с использованием правила шести точек;

-использование прогрессивных способов настройки;

-использование инструментальных блоков и других приспособлений для установки инструментов на размер вне станка;

-чёткого и грамотного заполнения технологической документации;

-механизации и автоматизации складских работ;

-чёткой организации работы инструментальной службы цеха;

-применение станков с программным управлением;

-увеличения числа деталей в партии.