Этапы ТП

Технологический процесс обработки данных можно разделить на четыре укрупненных этапа:

· "Начальный или первичный". Сбор исходных данных, их регистрация (прием первичных документов, проверка полноты и качества их заполнения и т. д.) По способам осуществления сбора и регистрации данных различают следующие виды ТП:

механизированный — сбор и регистрация информации осуществляется непосредственно человеком с использованием простейших приборов (весы, счетчики, мерная тара, приборы учета времени и т. д.); автоматизированный — использование машиночитаемых документов, регистрирующих автоматов, систем сбора и регистрации, обеспечивающих совмещение операций формирования первичных документов и получения машинных носителей; автоматический — используется в основном при обработке данных в режиме реального времени (информация с датчиков, учитывающих ход производства — выпуск продукции, затраты сырья, простои оборудования — поступает непосредственно в ЭВМ).

· "Подготовительный". Прием, контроль, регистрация входной информации и перенос ее на машинный носитель. Различают визуальный и программный контроль, позволяющий отслеживать информацию на полноту ввода, нарушение структуры исходных данных, ошибки кодирования. При обнаружении ошибки производится исправление вводимых данных, корректировка и их повторный ввод.

· "Основной". Непосредственно обработка информации. Предварительно могут быть выполнены служебные операции, например, сортировка данных.

· "Заключительный". Контроль, выпуск и передача результатной информации, ее размножение и хранение

Вопрос 3

Технологический процесс - Часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

Примечания:

1. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработки, формообразования и сборки.

2. К предметам труда относятся заготовки и изделия.

Единичный технологический процесс - Технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства

Типовой технологический процесс - Технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками

Групповой технологический процесс - Технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками

Технологическая операция - Законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте

Цикл технологической операции - Интервал календарного времени от начала до конца периодически повторяющейся

Типовая технологическая операция - Технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологических переходов для группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками

Групповая технологическая операция - Технологическая операция совместного изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общим и технологическими признаками

Технологический переход - Законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке

Вспомогательный переход - Законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств

Заготовка - Предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь

Исходная заготовка - Заготовка перед первой технологической операцией

Вопрос 4

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

1. Типы производства — это категорийность производства продукта или услуги по видам организации структуры производственных факторов в отношении количества самого продукта или услуги. В машиностроении определяется в зависимости от коэффициента закрепления операций.

2. Определение

3. Тип производства определяется согласно ГОСТ 3.1108-74 и характеризуется коэффициентом закрепления операции за одним рабочим местом или единицей оборудования:

где N – число различных операций, выполняемых в течение календарного времени;

Pm – число рабочих мест, на которых выполняются данные операции.

Таким образом коэффициент закрепления операций:

· больше 40 — определяет единичное производство;

· 20...40 — определяет мелкосерийное производство;

· 10…20 — определяет среднесерийное производство;

· 1...10 — определяет крупносерийное производство;

· не больше 1 — определяет массовое производство.

· Единичное или проектное производство (примеры: производство корабля, (уникального) дома, моста, программного продукта и т.д.)

· Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры продукции партиями (сериями), повторяющимися через определенные промежутки времени. В зависимости от размера серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства. Особенности организации серийного производства заключаются в том, что удается специализировать рабочие места для выполнения нескольких подобных технологических операций, наряду с универсальным применять специальное оборудование и технологическую оснастку, широко применять труд рабочих средней квалификации, эффективно использовать оборудование и производственные площади, снизить, по сравнению с единичным производством, расходы на заработную плату. Серийное производство характерно для выпуска продукции установившегося типа, например, металлорежущих станков, насосов, компрессоров и другого широко применяемого оборудования.

· Массовое производство например: производство пачек сока, штанов, шурупов и т.д.)

Учёт типов производства важен в точном калькулировании (расчёте) затрат производства с целью:

· планирования затрат (планирования будущей себестоимости)

· контроля затрат (контроль эффективности хозяйственной деятельности с финансовой стороны)

· оптимизации производства (понижения неэффективных издержек)

Хотя и типы производства в реальности отчасти менее чётко разделены, такое деление позволяет чётче представлять себе производственные процессы предприятий и рассчитывать на них опирающиеся структуры затрат. Структурированные затратыпозволяют более точно планировать их развитие для предприятия (бюджетирование), продукта или подразделения.

Типы производства отличны от видов производства.

Вопрос 12

тор. При первом методе это сказывается на точности установки и выверки заготовки и на точности установки режущего инструмента на размер. При втором методе на точность обработки оказывает влияние установка приспособления, его наладка и наладка инструмента на получение требуемых размеров деталей из заготовок обрабатываемой партии.

Помимо влияния человеческого фактора точность обработки на металлорежущих станках зависит:

– от неточности станков, как следствие изготовления их деталей и неточности сборки;

– погрешностей, возникающих вследствие упругой деформации системы СПИД (станок – приспособление – инструмент – деталь).

– температурных погрешностей технологической системы;

– погрешностей, вызванных остаточными напряжениями в материале детали;

– погрешностей, вызванных неточностью инструмента и его изнашиванием.

Указанные факторы имеют различное происхождение и направленность, т. е. одни из них увеличивают размер детали, другие уменьшают, или искажают форму и т. д. Определить расчётом и практически учесть при обработке влияние этих факторов при их совместимом действии затруднительно (невозможно). Теория не совпадает с экспериментом.
Поэтому в условиях производства технологи ориентируются на опытные данные, по которым составляются таблицы среднеэкономической точности различных видов обработки.

Среднеэкономической точностью обработки называют точность для достижения которой требуются минимальные затраты времени и средств при обработке различными способами. В табл. 4 (в качестве примера) приведены некоторые значения среднеэкономической точности некоторых видов обработки.

Вопрос 18

Техническое нормирование в широком смысле этого понятия представляет собой установление технически обоснованных норм расхода производственных ресурсов. Под производственными ресурсами понимают энергию, сырье, материалы, инструмент, рабочее время и пр. В этой главе рассматриваются вопросы, связанные с нормированием труда.

Техническое нормирование труда - это совокупность методов и приемов выявления резервов рабочего времени и установления необходимой меры труда. Как отмечалось ранее, основным элементом технологического процесса является операция. Именно для выполнения операции устанавливают норму времени.

Норма времени - регламентированное время выполнения технологической операции в определенных организационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. Технически обоснованной нормой времени считают время выполнения технологической операции в наиболее благоприятных для данного производства условиях. Норма времени - это время, необходимое для выполнения некоторого объема работ, рассчитываемое исходя из наиболее рационального использования труда рабочих (живого труда) и возможностей действующего оборудования, имеющейся оснастки и других орудий труда (овеществленного труда) с учетом достижений науки, техники и передового производственного опыта. На основе нормы времени устанавливают расценки для расчета заработной платы рабочих, определяют производительность и требуемое количество оборудования, осуществляют календарное планирование работы участка (цеха), выявляют потребность в рабочей силе и др.

Для установления технически обоснованной нормы времени пользуются следующими методами.

Метод расчета норм времени по нормативам (аналитический метод), при котором технологическая операция разбивается на элементы (машинные, машинно-ручные и ручные), на переходы, ходы, приемы и движения. При этом каждый элемент анализируют как в отдельности, так и в сочетании со смежными элементами. Для каждого из элементов по справочнику устанавливают время исполнения. Время всей операции складывается из суммы времен, затрачиваемых на отдельные ее элементы с учетом возможностей параллельного или параллельно-последовательного их выполнения.

Пример. В условиях единичного производства фрезерная операция может состоять из следующих технологических и вспомогательных переходов и ходов: взять заготовку и установить ее на станок, выверить положение заготовки и закрепить, включить станок, подвести заготовку к инструменту, фрезеровать участок поверхности, отвести заготовку в исходное положение, измерить выполняемый размер, с помощью лимба корректировать положение заготовки относительно фрезы, снова подвести заготовку и включить автоматическую подачу, фрезеровать поверхность заготовки в заданный размер, по окончании обработки выключить станок, раскрепить и снять заготовку, уложить ее в тару, стол станка отвести в исходное положение и очистить от стружки. Продолжительность выполнения отдельных элементов операции в зависимости от схемы установки, массы и размеров заготовки, применяемого оборудования и оснастки, от точности обработки и других факторов устанавливают по общемашиностроительным справочникам для нормирования станочных работ.

Метод определения нормы времени на основе изучения затрат рабочего времени наблюдением непосредственно в производственных условиях. Различают два способа изучения рабочего времени наблюдением: хронометраж и фотография рабочего дня.

Хронометраж изучает затраты времени на выполнение циклически повторяющихся ручных и машинно-ручных элементов операции для установления их оптимальной продолжительности, а также для разработки на этой основе нормативов. С этой целью нормировщик цеха, предупредив оператора станка, многократно с помощью секундомера фиксирует время, затрачиваемое на установку и снятие заготовок, время подвода и отвода инструмента и т.д., затем обобщает результаты наблюдения и рассчитывает среднее время для выполнения этих вспомогательных переходов (приемов).

Фотографией рабочего дня называют наблюдение с последовательным измерением всех затрат рабочего времени в течение одной или нескольких смен. Основное назначение этого способа - определение потерь рабочего времени (например, простоев оборудования из-за опоздания рабочего на работу, отсутствия заготовок, аварии в электросетях и т.п.), а также установление времени на обслуживание рабочего места и перерывы.

Определение нормы времени наблюдением имеет особое значение для изучения и обобщения передовых приемов труда, выявления резервов производительности. Данный метод позволяет рационально организовать обслуживание оборудования и наиболее полно реализовать его возможности. Метод применяют для разработки нормативов, необходимых для установления технически обоснованных норм времени расчетным путем.

Метод сравнения и расчета нормы времени по типовым нормативам позволяет нормировать операцию приближенно. При этом используют укрупненные типовые нормативы, разработанные на основе сопоставления и расчета времени выполнения типовых операций и процессов по отдельным видам работ. Этот метод применяют в единичном и мелкосерийном производстве. Например, в таблице типовых нормативов указано время вспомогательных переходов и ходов при точении валика диаметром 50 и длиной 200 мм. Умножая это время на соответствующие коэффициенты, определяют вспомогательное время, необходимое для обработки валика диаметром 40 и длиной 150 мм и т.п.

Существует также опытно-статистический метод нормирования, который в отличие от трех рассмотренных ранее не предполагает аналитического расчета времени выполнения отдельных элементов и суммирования этих времен. Норму времени устанавливают на всю операцию в целом путем сравнения с нормами и фактическим временем выполнения в прошлом аналогичной работы. Статистические данные и данные различных отчетов о фактическом времени выполнения аналогичных операций в прошлом вместе с личным опытом нормировщика (а также мастера) являются основой этого метода нормирования. Этим методом не устанавливают технически обоснованные нормы времени, но его применяют в ремонтных цехах, при изготовлении опытных образцов изделий и в прочих условиях, преимущественно единичного и мелкосерийного производства.

Технически обоснованную норму времени устанавливают на каждую операцию, для чего рассчитывают штучное время.

Вопрос 23

Физико-механические свойства поверхностного слоя это: микротвердость; вид структуры; величина и знак внутренних остаточных напряжений.

Поверхностный слой металла формируется под воздействием больших усилий резания и высоких кратковременных температур в зоне резания.

Поэтому его физико-механические характеристики отличаются от физико-механических характеристик основного металла.

Нижележащий слой также имеет сильно деформированную структуру.

Например: для стальной заготовки после обработки можно выделить три зоны:

поверхностный слой, нижележащий слой и сердцевину.

Вопрос 31-35

Основной задачей разработки технологических процессов яв­ляется обеспечение при заданной программе выпуска деталей высо­кого качества при минимальной себестоимости. Для разработки технологических процессов технолог должен иметь: 1) рабочий чертеж детали; 2) программу выпуска деталей; 3) чертеж заготовки; 4) сведения об оборудовании, необходимом для изготовления дета­лей, и разные вспомогательные материалы в виде паспорта станка, различных нормалей и нормативов по операционным припускам и допускам, режимам резания, нормирования операции обработки и др. Рабочий чертеж детали является основным документом, в котором указываются все параметры детали, заданные конструк­тором: геометрическая форма и размеры, материал и термообработка, точность и шероховатость отдельных поверхностей и другие тех­нические условия. Рабочий чертеж детали служит основным доку­ментом и для контроля и приемки деталей. Внесение каких-либо изменений в рабочий чертеж детали, например в части технологич­ности конструкции применительно к условиям обработки, изменения допусков или других параметров, улучшающих работу детали в соб­ранном узле механизма, осуществляется конструктором по пред­ложению технолога. Данные о производственной программе необ­ходимы технологу для установления типа производства (массовое, серийное или единичное), с учетом которого должен разрабатываться технологический процесс, для выбора оборудования и оснастки (приспособления, инструмента), средств механизации операции и учета всех других вопросов, способствующих повышению произ­водительности труда.

Выбор способа изготовления и разработка чертежа - заготовки производятся с учетом рабочего чертежа детали.

При разработке технологических процессов для действующего завода данные об оборудовании, имеющемся на заводе, необходимы с целью наилучшего его использования, выбора рационального спо­соба обработки и оснастки, нормирования операции и др. С этой же целью необходимы данные об оборудовании и в случае разработки технологических процессов для вновь проектируемого предприятия, которые можно получить из каталога металлорежущего оборудова­ния или паспортных данных станков, применяющихся на заводах.

Разработка технологического процесса состоит из двух стадий: 1) составления плана (маршрута) операции и 2) разработки операции процесса.

В первой стадии производится разделение процесса на отдельные операции и последовательность их выполнения, степень концентра­ции операции на основе выбора установочных баз, оборудования, приспособлений и др. Разделяя технологический процесс на черно­вые, чистовые и отделочные операции, выявляют наиболее ответст­венные поверхности, требующие многократной обработки, поверх­ности, которые целесообразно обрабатывать совместно с другими, или допускающие обра0отку в отдельной операции и т. п. При этом учитывается место выполнения термической обработки, предусмот­ренной рабочим чертежом детали.

Термическая обработка обычно производится с целью: 1) снятия-внутренних напряжений в материале заготовки и улучшения их обрабатываемости и 2) для получения механических свойств детали, заданных рабочим чертежом детали. Для осуществления первой цели литые заготовки и поковки перед началом механической обра­ботки подвергают нормализации, отжигу или старению. Осуществить вторую цель — повысить механические свойства детали термической или химико-термической обработкой до начала механической обра­ботки не представляется возможным для подавляющей части основ­ных деталей автомобилей, поверхностная твердость которых обычно выше HRC 40, т. е. того предела твердости материала, выше кото­рого обработка деталей лезвийным инструментом становится за­труднительной. Поэтому термическую или химико-термическую обработку указанных деталей предусматривают между операциями механической обработки, обычно перед чистовыми. При этом пре­дусматривают минимальные припуски на обработку с учетом полу­чения требуемой точности из-за возможного ее снижения в резуль­тате термической обработки. Для достижения требуемой точности деталей необходимо стремиться к минимальному числу операций после термической или химико-термической обработки с тем, чтобы избежать погрешностей, связанных с установками и базированием деталей.

Способ окончательной (финишной) обработки, обеспечивающей требуемые точность и шероховатость поверхностей, можно выбрать, пользуясь схемами 1 и 2 [12]. Эти же схемы позволяют установить и способы предшествующей обработки.

Установленный план (маршрут) операции уточняют и подробно разрабатывают осуществление отдельных операций процесса: вы­бирают станок, определяют операционные размеры и допуски, выбирают приспособление и инструмент, режимы обработки и про­изводят нормирование операции. Выбор станка производится с уче­том габаритов заготовки, обеспечения необходимой точности и производительности обработки при наименьшей ее стоимости. В связи с этим размеры рабочей зоны станка должны соответствовать размерам обрабатываемых заготовок. Станок должен обеспечить не только необходимую производительность и точность, но и чистоту поверхности. Жесткость и мощность станка должны соответствовать условиям обработки на нем. Для черновых операций используются станки с невысокой точностью, не ограничивающие сечение снимае­мой стружки. Наоборот, для чистовых операций выбор станка обу­словливается жесткостью, точностью и быстроходностью. Правиль­ность выбора станка по производительности, которая должна соответствовать заданной программе, может быть оценена коэф­фициентом загрузки станка по времени.

Приспособления для обработки по возможности следует приме­нять универсальные, быстродействующие. Однако в массовом автомобильном производстве широко пользуются специальными при­способлениями, позволяющими значительно повышать производи­тельность труда. При выборе режущего инструмента следует ориен­тироваться по возможности на вотированный и нормализованный инструмент и лишь в необходимых случаях на специальный.

Для определения припусков на обработку каждой поверхности первоначально устанавливают общий припуск по последней окон­чательной операции (окончательному чертежному размеру) и разме­ру заготовки. Затем общий припуск разбивают по отдельным опе­рациям и параллельно с назначением припуска последовательно определяют операционные размеры. Операционные допуски назначают с учетом способа и экономической точности обработки. При расчете припусков и опера­ционных допусков пользуются ГОСТами й ведомственными норма­лями.

Контроль размеров деталей в мелкосерийном производстве осуществляется универсально-мерительным инструментом, штан­генциркулями, микрометрами, индикаторами и т. п. В массовом производстве для контроля деталей применяются предельные калибры, специальные контрольные приборы и приспособления, в том числе для активного контроля. Кроме того, в массовом производстве используются методы автоматического получения размеров и статистический контроль. Контроль шероховатости поверхности производится по эталону и в необходимых случаях прибором.

Выбор режимов обработки производят по нормативам режимов резания с учетом требуемой точности обрабатываемой поверхности, внося в них необходимые уточнения, если это вызывается особен­ностями формы или веса детали, мощностью станка и т. п. Глубина резания назначается в зависимости от припуска на обработку, а подача — в зависимости от жесткости станка и требуемой шерохо­ватости поверхности.

Методику нормирования операции и выбора технико-экономи­ческого варианта обработки рассмотрим в дальнейшем, поскольку в этих вопросах имеется много общего с методикой выбора рацио­нального способа восстановления деталей.

Технологический процесс оформляется в соответствии с единой системой технологической документации ЕСТД—ГОСТ 3.1102—70 и является законом для производства.

В основе классификации изготавливаемых автомобильных деталей лежит принцип аналогии основных технологических операций механической обработки при изготовлении деталей данного класса. В пределах классов – деление деталей на размерные группы в зависимости от габаритов и массы и на типы деталей по особенностям их конфигурации.

Классы:

I – корпусные;

П –круглые стержни;

Ш – полые цилиндры;

IV – диски;

V – некруглые стержни;

VI – крепежные детали.

Корпусные детали – материалом корпусных деталей чаще всего являются ковкие, высокопрочные, модифицированные чугуны, алюминиевые сплавы. Заготовки из этих материалов изготавливаются литьем. Могут быть сварные и клепаные корпусные детали. К этому классу относятся: блоки цилиндров двигателей, головки блоков, картеры коробок передач, сцеплений, редукторов, корпусы масляных и водяных насосов, кронштейны разные и т.п. в качестве чистовых технологических баз при обработке корпусных деталей чаще используется рабочая плоскость и для ориентации по угловым смещениям – два технологических отверстия на этой плоскости.

При черновой обработке корпусных деталей широко применяются следующие операции: сверлильные, токарные, фрезерные, протяжные, на чистовых и отделочных операциях – расточные, плоскошлифовальные. Корпусные детали в агрегатах автомобилей имеют значительный удельный вес по их массе, трудоемкости и себестоимости изготовления.

Круглые стержни – детали, характеризующиеся цилиндрической формой сечения рабочих поверхностей, при длине значительно превышающей диаметр сечения. Заготовки этих деталей чаще изготовляются горячей штамповкой из качественных углеродистых и легированных сталей с последующей термической обработкой для улучшения структуры. Некоторые детали изготавливаются отливкой из высокопрочного чугуна (коленчатые и распределительные валы, трубы полуосей, полуоси, тормозные валы, валы коробок передач, шкворни поворотные, различные пальцы и др.). В качестве технологических баз при обработке деталей этого класса чаще используют центры (центровые фаски). При выполнении черновой обработки здесь распространены токарные, шлиценарезные, зубонарезные и другие операции. При чистой обработке – различные виды шлифования, на отдельных операциях супершлифование, полирование и др. Детали класса «круглые стержни» имеют значительный удельный вес в тех агрегатах, в которые они входят, по их номенклатуре, массе, трудоемкости и себестоимости производства.

Полые цилиндры – детали, в конструкцию которых входят один или несколько концентрично расположенных полых цилиндра, при наружном очертании детали, не всегда соответствующем цилиндру, в ряде случаев имеющем сложную форму. Материалом этих деталей чаще бывает чугун, алюминиевые сплавы, реже сталь. Заготовки деталей производятся обычно литьем в песчаные формы, кокиль, центробежным литьем. Из автомобильных деталей это – поршни, гильзы цилиндров, ступицы колес, стаканы гидроподъемных механизмов самосвалов, чашки дифференциалов, гидравлические цилиндры гидротормозов и сцеплений. Механическая обработка деталей чаще производится при использовании чистовых вспомогательных технологических баз – внутренних фасок или обработанных внутренних поверхностей при обработке наружных поверхностей при обработке внутренних. При черновой и чистовой обработке распространены токарные и расточные операции; на финишных операциях применяются тонкая расточка, хонингование, реже – внутреннее шлифование.

Диски – детали характеризуются малой высотой h и значительным диаметром d (h≤0,5d). Материалом деталей «диски» являются чугун или сталь. Заготовки изготавливаются соответственно отливкой, холодной или горячей штамповкой (маховики, диски сцеплений, тормозные барабаны, диски колес, ведомые конические и цилиндрические шестерни редукторов заднего моста, шестерен коробок передач, фланцы, шкивы, поршневые кольца и др.). При механической обработке этих деталей в качестве установочных баз наиболее часто используются их внутренние отверстия и один из торцов. Операции по механической обработке рабочих поверхностей являются проточка, плоское шлифование, для шестерен – зубофрезерование, шевингование, хонингование или притирка зубчатых венцов.

Некруглые стержни – детали этого класса по размерам, материалу и конфигурации отличаются большим разнообразием. Заготовки производятся холодной и горячей штамповкой. Материалом деталей являются стали: качественные углеродистые, легированные и низколегированные. Некоторые детали отливаются из чугуна (педали, газопроводы двигателя). Наиболее характерными стальными деталями этого класса являются лонжероны, поперечины рам, балки передней оси, шатуны двигателей, компрессоров, вилки переключения передач, коромысла клапана. У деталей этого класса чаще обрабатываются только некоторые из их поверхностей, при самом разнообразии базирования и использовании технологических операций.

Крепежные детали – нормали, болты, гайки, винты, шурупы, шайбы, шпильки и др.

Особенности механической обработки деталей класса «корпусные»

Для корпусных деталей характерно наличие системы точно обработанных отверстий и строго координированных между собой плоскостей. Они подразделяются на две группы: призматического типа, отличающиеся наличием двух или нескольких точно обработанных плоскостей, и фланцевого типа, имеющих обычно торцевую плоскость, перпендикулярную основным отверстиям. В качестве чистовых установочных баз у корпусных деталей призматического типа часто используются плоскость и два технологических отверстия на ней, у деталей фланцевого типа – поверхности торца фланца, одно отверстие большого диаметра и другое отверстие – меньшего диаметра.

Особенности МО блоков цилиндров – изготавливаются из чугуна и алюминиевых сплавов, подразделяются на рядные и V-образные. Сложная форма блока вызывает остаточные литейные напряжения и возможность деформации заготовки при ее остывании. Для устранения деформации и выявления возможных дефектов в поверхностном слое заготовки на первых операциях МО блоков удаляют припуски с поверхностей плоскостей наибольшей плоскости площади и длины.

Рядные блоки обычно обрабатывают с использованием основных и вспомогательных установочных баз, а именно нижней плоскости блока и двух технологических отверстий на этой плоскости, расположенных по диагонали или в одну линию. Нижняя и верхняя плоскость обрабатываются одновременно на барабанно-фрезерных или протяжных станках. Блоки должны устанавливаться таким образом, чтобы отфрезерованные поверхности были параллельны оси коленчатого вала.

Технологический процесс изготовления блоков состоит из поэтапной обработки:

базовых поверхностей;

наружных плоских поверхностей;

отверстий цилиндров;

крепежных отверстий;

отверстий под посадку вспомогательных механизмов двигателя;

гнезд под вкладыши и втулки подшипников коленчатого и распределительного валов.

В качестве оборудования используют агрегатные многосторонние сверлильные, расточные и резьбонарезные станки. Отверстия под установку вспомогательных механизмов (масляных насосов, привода распределителя зажигания) обрабатывают на специальных сверлильных и расточных станках. Обработка поверхностей гнезд в блоках и крышках коренных подшипников, м также их торцов и фиксирующих выступов может производиться фрезерованием и протягиванием с последующим растачиванием и хонингованием гнезд. Протягивание обеспечивает большую точности и производительность. Используются автоматические линии, объединяющие группы протяжных станков.

Механическая обработка V-образных блоков двигателей производится обычно на последовательно расположенных автоматических линиях. Обработка начинается в литейном цехе, где фрезеруются на многошпиндельном станке поверхности пяти угловых платиков 2. При этом V-образный блок, также устанавливается в приспособление по рабочим поверхностям крайних опор коренных подшипников, с прижимом сверху.

Основные этапы технологического процесса МО V-образных блоков двигателей, осуществляемые на пяти последовательно расположенных автоматических линиях:

Фрезерование установных плоскостей на пяти специальных платиках (производится в литейном цехе);

Предварительное и окончательное фрезерование нижней плоскости;

Фрезерование технологических платиков с двух сторон блока, сверление и зенкерование трех технологических отверстий в нижней плоскости, развертывание двух из них (переднего и заднего);

Предельное и окончательное фрезерование верхней плоскости блока, то же торцевых плоскостей;

Предварительное и чистовое фрезерование двух верхних наклонных плоскостей под головки цилиндров;

Предварительное протягивание поверхностей под вкладыши в блоке и крышках коренных подшипников;

Предварительное и окончательное фрезерование торцов под крышки коренных подшипников и замков под вкладыши;

Черновое и чистовое фрезерование площадок под масляный насос и привод распределителя;

Черновое и чистовое растачивание выточек под гильзы цилиндров;

Сверление, зенкерование, цекование отверстий масляных каналов, под штангу привода топливного насоса, под масляный насос и других отверстий;

Сверление отверстий под резьбу болтов и шпилек крепление нижнего картера, головки блоков и других, зенкерование отверстий, нарезка резьбы;

Сборка блоков с крышками коренных подшипников, растачивание отверстий под вкладыши коренных подшипников и втулки распределительного вала;

Запрессовка втулок распределительного вала; окончательное растачивание отверстий под вкладыши коренных подшипников и рабочих поверхностей втулок распределительного вала;

Хонингование отверстий под вкладыши коренных подшипников;

Окончательное фрезерование двух наклонных площадок под головки блока цилиндров;

Окончательное фрезерование площадок под привод распределения зажигания и масляный насос;

Чистовое растачивание и развертывание отверстий под указанные выше механизмы;

Окончательное растачивание выточки и направляющих отверстий под гильзы цилиндров;

Растачивание и развертывание отверстий под толкатели клапанов;

Установка картера сцепления; растачивание центрального отверстия в картере сцепления и подрезание плоскости картера.

Механическая обработка блоков должна обеспечивать высокую точность размеров и взаимного расположения поверхностей и малую высоту микронеровностей. Отклонение от плоскости поверхности, мм:

Верхней и нижней на длине 100мм не более 0,02-0,08

Передней и задней торцевых на длине 50мм не более 0,05

Точность размеров, квалитет:

Гнезд под вкладыши коренных подшипников – 6

Цилиндров и гнезд под гильзы – 7-8

Отклонение от соосности гнезд коренных подшипников по всей длине блока, мм, не более 0,02-0,04

Особенности механической обработки деталей класса «круглые стержни»

Особенности механической обработки деталей класса П рассмотрим на примере изготовления ответственных, сложных по конструкции и интересных по используемой технологии деталей: коленчатых валов двигателей и ведомых (пазовых) валов коробок передач.

Коленчатые валы изготавливают из углеродистых и легированных и чугуна с шаровидным графитом.

МО коленчатых валов сопряжена со значительными трудностями из-за строгих требований к точности обработки к отделке рабочих поверхностей. Затрудняет МО недостаточная жесткость деталей. Валы могут подвергаться изгибу и скручиванию, что нарушает соосность коренных и шатунных шеек, правильность их взаимного положения. Для уменьшения деформаций вала при МО применяют двухсторонний привод для длинных валов, центральный привод для более коротких и жестких валов, трех- или многоопорную установку вала, периодическую проверку вала на прогиб и при необходимости его правку. При двухстороннем приводе вращение вала осуществляется с помощью специальных захватов через крайние щеки, при центральном приводе через средние щеки или при нечетном количестве шеек – через среднюю шейку.

Особенности механической обработки деталей класса «полые цилиндры»

Особенности механической обработки деталей класса III рассмотрим на примере весьма ответственных и сложных по технологии изготовления – поршней двигателей. Поршни изготавливают в большинстве случаев из алюминиевых жаростойких сплавов марок АЛ-30, АК 18, АК 21, ВКЖЛС-2, АК10М2Н и др.

Отливка заготовок производится в металлические разборные формы (кокиль). После отливки заготовки подвергаются термической обработке по режиму Т₁ (искусственное старение).

Механическая обработка поршней сложна строгие требования к обеспечению точности размеров, правильности взаимного расположения рабочих поверхностей – отверстий под палец по отношению к поверхности головки и юбки. Обычно в качестве чистовых установочных баз используют вспомогательные базы, а именно: подрезанный открытый торец и внутреннюю выточку с открытого торца.

При обработке чистовых вспомогательных баз со стороны открытого торца поршни устанавливают обычно по наружной поверхности их головки и днищу, которые в этом случае являются черновыми установочными базами.

Особенности механической обработки деталей класса «диски»

Особенности обработки деталей класса IV рассмотрим на примере дисковых шестерен коробок передач и поршневых колец двигателей. Шестерни изготавливают из легированных сталей марок 30Х, 35Х, 20ХГМ, 20ХГНМ, 15ХГН2ТА и др. Заготовки производятся горячей объемной штамповкой на кривошипных горячештамповочных или механических ковочных прессах. Иногда заготовки до МО имеют зубчатый венец, формирование которого достигается выдавливанием зубьев на специальном стенде при нагреве круглой заготовки с помощью ТВЧ до t≈1200ºC. После штамповки производится термическая обработка заготовок: нормализации или отжига.

Особенности механической обработки деталей класса «некруглые стержни»

Особенности обработки деталей класса V рассмотрим на примере шатуна двигателя – одной из наиболее сложных деталей. Шатуны изготавливаются из качественных углеродистых сталей марок 40, 40Р, 45Г2, 40ХФА, 40ХН2МА И ДР. Заготовки шатунов могут изготавливаться горячей штамповкой в закрытых штампах, но более прогрессивным способом является сначала горячая вальцовка круглого проката, после которой заготовки принимают форму, близкую к требуемой, а затем окончательное обжатие в специальной форме на кривошипном механическом прессе. Заготовки шатуна и крышки могут штамповаться раздельно, однако более распространено изготовление цельной заготовки шатуна совместно с крышкой. Далее для улучшения структуры и повышения механических качеств производится термическая обработка заготовок – закалка с последующим высоким отпуском («улучшение»). Механическая обработка шатунов отличается сложностью в связи со строгими требованиями к точности размеров, правильности геометрической формы рабочих поверхностей, их взаимного расположения, а также к положению обработанных поверхностей по отношению к необработанным. Для обеспечения этих требований используют установку шатунов как по основным, так и по вспомогательным базам, т.е. по специально обработанным поверхностям.

Вариант операционного плана механической обработки цельнокованых шатунов:

Предварительное шлифование торцовых плоскостей поршневой (верхней) и кривошипной (нижней) головок шатуна с двух сторон последовательно на специализированном плоскошлифовальном станке. Черновыми базами являются торцовые поверхности, противоположные шлифуемым.

Протягивание боковых установочных площадок (вспомогательные базы), площадки на бобышке для подгонки шатуна по массе (верхний) и площадок под головки болтов и гаек на комплексе горизонтально-протяжных станков. Базы – наружный контур поршневой и кривошипной головок и шлифованные торцевые плоскости.

Растачивание отверстия в кривошипной головке на овал (с учетом отрезка крышки) и черновое растачивание отверстия в поршневой головке. Агрегатный вертикально-расточной многошпиндельный агрегат. Базы – боковые площадки поршневой и кривошипной головок и площадка весовой бобышки.

Отрезка крышки от шатуна на горизонтально-фрезерном станке. Базы те же.

Раздельное сверление и развертывание отверстий под болты в шатуне и крышке, фрезерование паза под замок вкладыша и канавки в кривошипной головке, зенкование отверстий под болты. Автоматическая линия состоящая из сверлильных и фрезерных автоматов. Базы те же.

Шлифование плоскости разъема у шатуна и крышки на плоскошлифовальном станке несколькими шлифовальными кругами и круглым столом. Базы – поверхности отверстий в поршневой и кривошипной головках.

Окончательное развертывание двух отверстий под болты совместно в шатуне и крышке, контроль отверстий и сборка шатуна с крышкой. Автоматическая линия состоящая из сверловочного многошпиндельного автомата и автомата для сборки и контроля. Базы – отверстие в поршневой головке, установочные площадки поршневой и кривошипной головок и площадки весовой бобышки.

Окончательное шлифование торцевых плоскостей кривошипной и поршневой головок с двух сторон на двухстороннем круглошлифовальном станке с круглым столом. Базы – стержень шатуна, установочные площадки и отверстия в поршневой и кривошипной головках.

Окончательная обработка отверстия в поршневой головке под втулку, получистовое растачивание отверстия в кривошипной головке, запрессовывание и уплотнение втулки в верхней головке, сверление маслоприводного отверстия. Автоматическая линия, состоящая из расточных и сверлильных автоматов, пресса и контрольного автомата. Базы – торцы поршневой и кривошипной головок, отверстие в кривошипной головке.

Подгонка шатунов по массе на сверлильном балансировочном автомате.

Хонингование отверстия в кривошипной головке на хонинговальном многошпиндельном автомате. Базы – торцы поршневой и кривошипной головок, отверстие в кривошипной головке.

Окончательный контроль.

Вопрос 36

1. Виды наружных поверхностей. По форме наружные поверхности цилиндрических деталей могут быть разделены на цилиндрические, торцовые, уступы, канавки, фаски (рис. 25).
Цилиндрические поверхности 1 получаются вращением прямой линии (образующей) вокруг параллельной ей линии, называемой осью цилиндра. В продольном сечении такие поверхности прямолинейны, в поперечном — имеют форму окружности.
Крайние плоские поверхности 2, перпендикулярные к оси детали, называют торцами.
Переходные плоские поверхности 5 между цилиндрическими участками, перпендикулярно расположенные к оси детали, принято называть уступами.
Занижения 4, выполненные по окружности цилиндрической или торцовой поверхности, называются канавками.
Фасками называются небольшие скосы 3 на кромках детали.
2. Способы установки заготовок на станке. При токарной обработке наиболее часто применяются четыре основных способа установки заготовок на станке: в патроне, в патроне и заднем центре, в центрах и на оправках.

В патроне 1 (рис. 26, а) устанавливают короткие заготовки с длиной выступающей части l из кулачков до 2—3 диаметра d.
Для повышения жесткости более длинные заготовки устанавливают в патроне 1 и заднем центре 2 (рис. 26, б).
Установку в центрах (рис. 26, в) применяют в основном для чистового обтачивания длинных валов, когда необходимо выдержать строгую соосность обрабатываемых поверхностей, а также в случаях последующей обработки детали на других станках с такой же установкой. Заготовку опирают центровыми отверстиями на передний 4 и задний 2 центры, а вращение от шпинделя к ней передается поводковым патроном 1 и хомутиком 3.
Установка на оправке 1 (рис. 26, г) используется для обработки наружных поверхностей, когда заготовка имеет ранее обработанное отверстие (см. гл. IV).

§ 2. Обработка цилиндрических поверхностей
1. Обтачивание гладких поверхностей. Технические требования. При обработке цилиндрической поверхности токарь должен выдержать ее размеры (диаметр, длину), правильную форму и требуемую чистоту..
Точность размеров ограничивается допустимыми отклонениями, проставляемыми на чертеже. Размеры без допусков должны

выполняться по 7-му или реже 8—9-му классам точности. В этом случае на наружные размеры допустимые отклонения устанавливаются на минус от номинального размера, на внутренние-—на плюс.
Точность цилиндрической формы определяется отклонениями цилиндра в продольном направлении — конусообразностью, бочкообразностью, седлообразностью и в поперечном — овальностью (рис. 38). Первые три погрешности характеризуются разностью диаметров обработанной поверхности по краям и в середине, четвертая — разностью диаметров одного сечения во взаимно перпендикулярных направлениях. Если на чертеже отсутствуют указания точности формы поверхности, то ее погрешности не должны превышать допуска на диаметр.
Чистота обработки характеризуется степенью шероховатости поверхности, остающейся на ней. после точения. Допустимая шероховатость обозначается на чертеже треугольником, справа от которого проставляется число, соответствующее классу чистоты.
Например, V.5 означает пятый класс чистоты.
Точность обработки должна соответствовать техническим требованиям рабочего чертежа. При этом следует учитывать, что нормально достижимая точность обтачивания на токарных станках составляет 3—4-й класс и чистота до 7-го класса. Поверхности более высокой точности и чистоты обычно обрабатывают точением предварительно с припуском 0,3—0,6 мм на диаметр для последующего шлифования.

Применяемые резцы. Обтачивание наружных поверхностей выполняют проходными резцами (рис. 39). По форме они делятся на прямые а, отогнутые б и упорные в.
Первые два типа резцов преимущественно применяют для обработки жестких деталей; ими можно обтачивать, снимать фаски, а отогнутыми и подрезать торцы. Наибольшее распространение в токарной практике получили упорные резцы, которые, кроме указанных работ, позволяют подрезать уступы. Эти резцы особенно рекомендуются для обтачивания нежестких валов, так как они создают наименьший по сравнению с другими резцами поперечный прогиб детали.
Проходные резцы имеют различную стойкость (время непосредственной работы от заточки до переточки). При равных условиях наименее стойки упорные резцы, так как их острая вершина менее прочна и быстрее нагревается. Эту особенность упорных резцов следует учитывать при назначении режимов резания.
При универсальных работах проходные резцы с различным радиусом закругления вершины применяют как для чернового, так и чистового точения. У черновых резцов вершину закругляют радиусом r=0,5—I мм, у чистовых- r = 1,5—2 мм. С увеличением радиуса закругления вершины чистота обработки улучшается.
Для выполнения только чистового обтачивания рекомендуется применять чистовые двусторонние резцы (рис. 39, г) с увеличенным радиусом закругления вершины г=2—5 мм, ими можно работать с продольной подачей в обе стороны.
Установка резцов на станке. Резцы должны быть правильно установлены и прочно закреплены в резцедержателе суппорта. Первое условие определяется положением резца относительно оси центров станка. Резцы для наружного точения устанавливаются так, чтобы вершина их находилась на уровне оси центров. В некоторых случаях, например при черновом обтачивании и обработке нежестких валов, рекомендуется выполнять такую установку выше линии центров на 0,01—0,03 диаметра детали.
Высоту установки резца регулируют стальными подкладками 1 (рис. 40, а), обычно не более чем двумя. При этом размеры подкладок должны обеспечивать устойчивое положение резца по всей опорной поверхности. Токарь должен иметь набор таких подкладок разной толщины для компенсации уменьшения высоты резца по мере переточки.
Установку резца по высоте проверяют совмещением вершин резца и одного из центров или пробной подрезкой торца заготовки.

В последнем случае при правильной установке резца в центре торца заготовки не должна оставаться бобышка.
Закрепление резца должно быть прочное, не менее чем двумя винтами. Для повышения жесткости крепления вылет резца из резцедержателя устанавливают наименьшим, не более 1,5 высоты стержня. Кроме того, резец располагают перпендикулярно к оси обрабатываемой детали (рис. 40, б).
Приемы обтачивания. Чтобы получить необходимый диаметр обрабатываемой поверхности, резец устанавливают на глубину резания. Для этого его подводят до касания с поверхностью вращающейся заготовки. Когда появится слабо заметная риска, резец отводят вправо за торец заготовки, лимб поперечной подачи устанавливают на нуль и подают суппорт поперечно вперед на требуемый размер по лимбу. Механическую продольную подачу включают после того, как резец врежется в металл ручным перемещением суппорта.
Установку резца на точный размер выполняют аналогично пробным обтачиванием конца заготовки на длину 3—5 мм. По результатам измерения диаметра полученной поверхности штангенциркулем (рис. 41, а) или при более высокой точности — микрометром (рис. 41, б) резец подают на окончательный размер по лимбу. Когда требуемый размер достигнут, лимбовое кольцо устанавливают на нуль для возможности обработки всех последующих деталей из партии без пробных отсчетов.
Длину обтачивания выдерживают разметкой заготовки или по лимбу продольной подачи. В первом случае на заготовке протачивают риску на определенном расстоянии от торца, расположение

которой устанавливают линейкой (рис. 42) или штангенциркулем. При пользовании для этой цели лимбом продольной подачи резей подводят к торцу заготовки, устанавливают лимб на нуль и руч-

ным продольным перемещением суппорта врезаются в металл. Затем включают продольную подачу и выполняют обтачивание. Подачу выключают, не доходя 2—3 мм до требуемого размера длины. Оставшуюся часть обрабатывают ручным перемещением суппорта.
Чистоту обработки определяют сравнением поверхности детали с эталонами чистоты 2 (рис. 43).
Особенности пользования лимбами. Подавая резец на глубину резания по лимбу поперечной подачи, следует иметь в виду, что он перемещается по радиусу к оси детали. Следовательно, диаметр последней после обтачивания уменьшается на величину, вдвое большую глубины резания. Например, если заготовку диаметром 30 мм надо обточить до диаметра 27 мм, т. е. уменьшить диаметр на 3 мм, то резец следует переместить поперечно на 1,5 мм.
Чтобы определить необходимый поворот лимба, следует разделить глубину резания на цену его деления.

Ценой деления называется величина перемещения резца, соответствующая повороту лимба на одно деление. Допустим, требуется подать резец на глубину резания 1,5 мм при цене деления лимба 0,05 мм. Число делений поворота лимба будет равно 1,5 : 0,05 = = 30.
Некоторые станки имеют лимбы поперечной подачи, цена деления которых указывается «на диаметр». В таком случае величину поворота лимба определяют делением разности диаметров заготовки до и после обтачивания на цену деления. Например, заготовка диаметром 25 мм обтачивается до диаметра 20 мм при цене деления лимба 0,05 на диаметр. Число делений, на которое потребуется повернуть лимб, будет равно (25—20): 0,05=100.
При пользовании лимбами необходимо учитывать наличие и величину люфта (зазора) в передачах движения суппорта. Если, например, выдвинутый вперед суппорт отводить назад, то при некоторой части оборота маховичка ручной подачи он будет стоять на месте. Это и характеризует величину люфта в передаче. Поэтому во время отсчетов размеров на станке маховичок ручной подачи необходимо плавно поворачивать только в одну сторону (рис. 44, а). Если допущена ошибка и лимб повернут на большее число делений, чем требуется, то маховичок поворачивают в обратную сторону на величину немного больше люфта (примерно 0,5—1 оборота), а затем, вращая в прежнем направлении, доводят лимб до нужного деления (рис. 44, б). Так же поступают, когда надо отвести резец от поверхности детали на определенный размер. Для этого суппорт отводят на величину, больше необходимой, а затем, подавая его к детали, доводят лимб до необходимого} деления.

Вопрос 37