Головна > Довідник

Проектування технологічних процесів механічної обробки. Проектування технологічних процесів Послідовність проектування технологічного процесу

32 33 34 35 36 37 38 39 ..

6.2. ВИХІДНІ ДАНІ ТА НАСЛІДНІСТЬ ПРОЕКТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Для розробки технологічних процесіввихідними та керівними матеріалами є: виробнича програма; робоче креслення деталі та креслення складальної одиниці, до якої входить деталь; робоче креслення заготовки; технологічні умовина матеріали та складальні одиниці; керівні та довідкові матеріали (альбоми пристосувань, каталоги та паспорти обладнання, ГОСТи та нормалі на вимірювальний та ріжучий інструмент, нормативи режимів різання та технічного нормування, операційних припусків та ін.).

На початку розробки технологічного процесу встановлюють тип виробництва. Для серійного виробництва додатково визначають розмір партії деталей з урахуванням календарних термінів випуску готових виробів, наявності запасу матеріалів, тривалості процесів обробки та ін. Потім проводять контроль креслень та перевірку технологічності конструкції деталей, складальних одиниць та всієї машини. При виявленні недоліків чи помилок у кресленнях технолог дає конструктору вказівки їх усунення. Після перевірки креслень розпочинають проектування технологічного процесу, виходячи з загальних правилрозроблення технологічних процесів та вибору засобів технологічного оснащення, передбачених ГОСТ 14301-83.

p align="justify"> Важливим етапом розробки технологічного процесу є вибір заготівлі. Вибір заготівлі залежить від форми деталі та її розмірів, вихідного матеріалу, виду виробництва, вимог до її якості, а також економічних міркувань. При виборі заготівлі слід прагнути до економії матеріалу, створення безвідходної та маловідходної технології та інтенсифікації технологічних процесів.

При виборі заготовки спочатку встановлюють вид заготівлі (виливка, поковка, штампування, прокат, зварювальна конструкція). Потім вибирають метод формоутворення заготівлі (лиття в піщані, стрижневі або металеві форми, кування в підкладних штампах тощо). Насамперед вибирають такий спосіб виготовлення заготовки, який забезпечує задану якість деталі. За наявності декількох способів вибирають спосіб, при якому буде забезпечена найбільша продуктивність та мінімальна собівартість отримання заготівлі та механічної обробки.

Номенклатура машин та апаратів текстильної промисловості дуже різноманітна, тому види заготовок та способи їх виготовлення найрізноманітніші. Основними видами заготовок у текстильному машинобудуванні є: виливки з чорних та кольорових металів, поковки та штампування, заготовки з листового металу, прокату, зварні заготовки, заготовки з порошкових та неметалічних матеріалів.

Литі заготовки, що не піддаються ударним навантаженням, одержують із сірого та модифікованого чавуну, а працюють у важких умовах і зазнають великої напруги зі сталі. Заготівлі у вигляді поковок, одержуваних вільним куванням, застосовують переважно для великих деталей в одиничному та дрібносерійному виробництві. При виготовленні поковок прагнуть отримати конфігурацію заготовок, що наближається до спрощених контурів деталі.

Заготівлі з прокату застосовують для деталей, конфігурації наближаються до якого-небудь виду прокату, коли відсутня значна різниця в поперечних перерізах деталі і можна при отриманні її остаточної форми уникнути зняття великої кількості матеріалу. Наприклад, гайки виконують із прутків шестигранного перерізу, вкладиші підшипників - із труб, пружини - з

дроту. Зварні та штампосварні заготовки в основному використовують для виготовлення сталевих деталей складної конфігурації, коли з одного шматка прокату неможливо або економічно невигідно отримати заготовку, наприклад, виготовлення ступінчастих валів з великою різницею діаметрів щаблів.

Заготовки з порошкових матеріалів одержують пресуванням сумішей з порошків у прес-формах під тиском 100-600 МПа з подальшим спіканням спресованих деталей. До деталей з порошкових матеріалів відносяться кільця крутильних і прядильних машин, підшипники, що самозмазуються, вузли без мастильного матеріалу та ін. Достоїнством порошкової технології є можливість виготовлення деталей, що практично не вимагають механічної обробки.

До заготовок з неметалічних матеріалів відносять пластичні маси, деревину, гуму, шкіру та ін. У текстильному машинобудуванні використовують також листи, прутки, смуги з пластмас різного виду.

Заготівлі характерних деталей чесальних, прядильних та трикотажних машин, ткацьких верстатів, фарбувально-оздоблювального обладнання, машин для виробництва. хімічних волоконрозглянуті у відповідних розділах другого розділу.

Побудова та вибір варіанта технологічного процесу обробки різанням багато в чому залежать від правильного виборутехнологічних баз. На першій операції повинні бути оброблені поверхні, які будуть прийняті за технологічну базу для подальшої операції. На наступних операціях технологічні бази мають бути по можливості точними за геометричною формою та шорсткістю поверхні, повинні виконуватись принципи сталості та суміщення баз.

Складання маршруту обробки деталі представляє складне завдання з великою кількістю можливих варіантів розв'язання. Його мета – дати загальний план обробки деталі, намітити зміст операцій технологічного процесу та вибрати тип обладнання. Маршрут обробки складають виходячи з вимог робочого креслення, технічних умов та прийнятої заготівлі. При побудові маршруту обробки виходять з того, що кожен наступний метод обробки повинен бути точнішим за попередній.

Припуски призначають оптимальними з урахуванням конкретних умов обробки. Розраховують операційні припуски, допуски та проміжні розміри заготівлі. Проміжні розміри вказують в операційному ескізі з урахуванням припуску подальшу обробку. Операційну технологію розробляють з урахуванням місця кожної операції маршрутної технології. Під час проектування технологічних операцій виконують такі взаємопов'язані роботи: обирають структуру побудови операції механічної обробки; уточнюють зміст технологічних переходів у операції; вибирають модель верстата; вибирають технологічне оснащення; визначають режим обробки та норму часу; визначають розряд роботи; обґрунтовують ефективність виконання операції; оформляється технологічна документація.

Деталізація технологічного процесу залежить від типу виробництва. У одиничному виробництві технологічні процеси розробляються рівня складання маршруту операцій із зазначенням їх послідовності, необхідного устаткування, пристосувань, ріжучого і вимірювального інструменту та часу на обробку. У масовому та серійному виробництві технологічні процеси докладно розробляють з обґрунтуванням усіх прийнятих рішень.

Розробка технологічного процесу включає такі етапи:

1) ознайомлення із службовим призначенням виробу;

2) вивчення та критичний аналіз технічних вимогта різних норм (точності, продуктивності, ККД, витрати пального), що визначають службове призначення виробу;

3) ознайомлення з наміченим кількісним випуском виробу в одиницю часу та загальною кількістю випуску за незмінними кресленнями;

4) вивчення робочих креслень вироби та їх критичний аналіз з погляду можливості виконання виробом його службового призначення, намічених конструктором способів отримання точності, необхідної службовим призначенням, виявлення та виправлення допущених помилок;

5) розробка технологічного процесу послідовності загального складання виробу, що забезпечує можливість виконання ним службового призначення, та виявлення вимог технології загального складання до конструкції виробу, складальних одиниць та деталей;

6) аналіз службового призначення складальних одиниць та розробка послідовності технологічного процесу складання складальних одиниць, їх регулювання та випробування; виявлення вимог технології складання до деталей, що становлять складальні одиниці, та до конструкції складальних одиниць;

7) вивчення службового призначення деталей, критичний аналіз технічних вимог та вимог до деталей з боку технології, виявлення вимог до конструкції деталей;

8) вибір найбільш економічного технологічного процесу отримання заготовок з урахуванням вимог службового призначення деталей та наміченого кількісного випуску в одиницю часу та за незмінними кресленнями;

9) розробка найбільш економічного технологічного процесу виготовлення деталей при наміченій кількості випуску в одиницю часу та за незмінними кресленнями; внесення корективів у технологічні процеси та, якщо необхідно, у конструкцію деталей;

10) планування обладнання та робочих місць, підрахунок завантаження та внесення необхідних коректив до технологічного процесу;

11) проектування та виготовлення інструменту, технологічного оснащення та ; випробування їх та впровадження у виробництво;

12) внесення до технологічного процесу всіх коректив для виправлення помилок і недоліків, виявлених під час застосування технологічних процесів у виробництво.

Вивчення службового призначення виробу. Перед початком розробки технологічного процесу технологу необхідно детально вивчити та зрозуміти службове призначення виробу, що намічається до виготовлення. Вивчення формулювання службового призначення виробу має супроводжуватись його критичним аналізомз метою встановлення - наскільки повно відображено завдання, під вирішення якого створюється виріб.

Спочатку службове призначення виробу формулюється замовником розробки технологічного процесу виготовлення продукції з допомогою цього виробу і уточнюється під час оформлення замовлення проектування виробу. Для конструктора формулювання службового призначення виробу є вихідним документом, який згодом додається до креслень виробу. З боку технолога, який приступає до розробки технології виготовлення виробу та є особою, відповідальною за здачу готового виробузамовнику, крім вивчення, потрібна критична оцінка формулювання службового призначення виробу.

Необхідність у критичній оцінці пояснюється важливістю тієї обставини, що завдання, які мають бути вирішені за допомогою виробу, що виробляється, повинні бути визначені правильно. Якщо помилки чи неточності, допущені при конструюванні та виготовленні виробу ще якось можуть бути усунені, то помилки у визначенні службового призначення в його основному задумі не піддаються виправленню та нерідко ведуть до неповноцінності чи непридатності конструкції. Насправді нерідкі випадки, коли уточнення службового призначення вироби на стадії проектування технологічного процесу вимагали значних конструктивних доробок, що сприяло підвищенню якості виробу.

Аналіз технічних вимог та норм точності. Технічні вимоги та норми точності є результатом перетворення якісних та кількісних показників службового призначення виробу у показники розмірних зв'язків його виконавчих поверхонь. Так як технічні вимоги та норми точності є відображенням службового призначення виробу, то. приступаючи до розробки технологічного процесу, необхідно глибоко розуміти зміст тих вимог, які пред'являються до якості виробу, що виробляється, і мати впевненість у тому, що вони розроблені правильно.

Розробка технічних вимог та норм точності на створюваний виріб є складним завданням. Непоодинокі випадки, коли конструктори задають технічні вимоги в неявному вигляді. Технологам у таких випадках доводиться уточнювати і навіть доповнювати технічні вимоги, що бракують, або перекладати на мову цифр умови, задані лише на якісному рівні.

Аналіз відповідності технічних вимог та норм точності службовому призначенню виробу ґрунтується: на теоретичних дослідженнях фізичної сутності явищ, супутніх роботі виробу: на проведенні експериментів на дослідних зразках, макетах чи перших екземплярах виробу; на вивченні досвіду експлуатації виробу аналогічного типу; на підставі досвіду, який має технолог, що виконує аналіз.

Сформульовані технологом пропозиції щодо уточнення як службового призначення, так і технічних вимог мають бути доведені до відома конструктора та замовника.

Аналіз відповідності норм точності та технічних вимог службовому призначенню виробу, так само, як і розробка їх при конструюванні, передбачає вирішення прямої задачі. Тільки переходячи від службового призначення виробу до технічних вимог та норм точності, можна зрозуміти логіку їх розробки та встановити правильність та достатність. Тому технолог, як і конструктор, повинен мати метод розробки норм точності і технічних вимог до виробу.

Вихідними даними для встановлення норм точності виробу можуть бути вимоги до якості продукції, яку повинен виробляти виріб, продуктивності та довговічності виробу та ін. від точності розмірних та кінематичних зв'язків виконавчих поверхонь.

Намічуваний випуск виробів. Перед розробкою технологічного процесу виготовлення виробу необхідно знати: 1) випуск виробів, що намічаються, в одиницю часу (на рік, квартал, місяць); 2) загальна кількість виробів, що намічаються до виготовлення за незмінними кресленнями, або календарний проміжок часу, протягом якого планується випуск виробів за цими кресленнями.

Ці дані потрібні для вибору найбільш економічних варіантів технологічних процесів, видів обладнання, інструменту, об'єктів технологічного оснащення, організації технологічного процесу, ступеня його механізації та автоматизації.

У процесі розробки технологічного процесу нерідко доводиться дещо змінювати намічений випуск виробів за одиницю часу у той чи інший бік. Пояснюється це тим, що за наміченого випуску частина устаткування може залишитися недовикористаною внаслідок його некомплектності, що знижує основні техніко-економічні показники.

Анотація: Розглядаються методи розробки технологічних процесів при неавтоматизованій та автоматизованій підготовці виробництва. Показано необхідність використання встановлених вітчизняних стандартівЕСКД та технічних класифікаторів деталей (ТКД) як логічного продовження ЕСКД.

Показати необхідність та важливість комп'ютеризації під час проектування технологічних процесів.

6.1. Загальна постановка задачі

Сучасне виробництво використовує найширший спектр технологій під час проектування технологічних процесів. Застосування тієї чи іншої технології в кожному конкретному випадку має бути представлене у вигляді технологічного процесу (ТП).

Технологічний процес(ТП) визначає послідовність виконуваних дій при виготовленні або збиранні, вид обраного матеріалу, використовуване обладнання та інструмент, технологічні режими (для лиття з пластмас - температурний режим, тиск упорскування, зусилля замикання, час витримки тощо). ТП складання визначає послідовність дій при складанні електронних вузлів виробу.

При неавтоматизованій підготовці виробництва технологічні процеси розробляються у вигляді комплектів технологічної документації. При використанні автоматизованих системТПП створювані описи технологічних процесів розміщуються в комп'ютерній базі даних, а відповідна документація стає відображенням внутрішнього подання ТП у зовнішню сферу. ТБ, що зберігаються в базі даних, є основним джерелом інформаціїдля вирішення завдань автоматизованого керування технологічною підготовкою виробництва. При цьому розробка ТП виконується за допомогою спеціальних систем автоматизованого проектування ТП(САПР ТП).

Важливу роль під час проектування індивідуальних ТП грають групові ТП. Вони є елементом раціонально організованого групового виробництва.

Принципи організації групового виробництвабули розроблені професором С.П. Митрофановим та згодом розвинені представниками його школи. Ці принципи прийняті на озброєння та успішно використовуються провідними підприємствами всіх країн світу.

У груповому виробництвівироби, що виготовляються, об'єднуються в групи за ознаками конструктивної та технологічної спільності. Це дає можливість уніфікувати процеси їх виготовлення, скоротити загальний час підготовки виробництва та підвищити його ефективність. Для об'єднання виробів у групи застосовуються спеціальні класифікаториа після віднесення виробу до тієї чи іншої групи йому присвоюється відповідний класифікаційний код.У вітчизняній промисловості прийнято уніфіковану система класифікаціїта кодування виробів за конструкторськими ознаками, що встановлюється стандартами ЕСКД. Для цілей ТПП використовують технологічний класифікатор деталей (ТКД), який є логічним продовженням класифікатора ЕСКД.

Груповий ТП – це ТП виготовлення групи виробів із загальними технологічними ознаками. Груповий ТП характеризується спільністю використовуваного устаткування, засобів технологічного оснащення та налагодження. Таким чином, застосування групових ТП сприяє уніфікації процесів підготовки виробництва та самого виробництва.

6.2. Функції та проблеми технологічної підготовки виробництва

Це завдання має вирішуватися спеціалістами служб ТПП у тісному контакті з конструкторами виробу. В результаті потрібно досягти максимально можливого спрощення процесів виготовлення деталей виробу та процесів його збирання. При остаточному визначенні конструкції потрібно уявляти, яке оснащення знадобиться виготовлення тієї чи іншої деталі, і намагатися спростити оснастку з допомогою допустимих змін у конструкції.

Наприклад, пластмасовий корпус приладу потрібно спроектувати так, щоб прес-форма для його виготовлення була простішою (з меншою кількістю ліній роз'єму і т. п.).

Зрозуміло, спрощення конструкції не повинні призводити до погіршення. зовнішнього вигляду(дизайну), якості або експлуатаційних характеристик виробу.

Тому забезпечення технологічностіу багатьох випадках є складним творчим завданням, що потребує оптимального обліку багатьох технічних та економічних факторів.

Технологічності конструкціївироби сприяють також уніфікація та стандартизація. Вони дають можливість запозичення або придбання готових деталей та вузлів виробу. Наприклад, установка в приладі стандартного блоку живлення позбавляє підприємство витрат на його проектування та виготовлення.

Технологічність конструкціїє основним критерієм, що визначає придатність апаратури до промислового випуску.

Під технологічністю конструкціїрозуміють сукупність її властивостей, що виявляються у можливості оптимальних витратпраці, засобів, матеріалів та часу при технічної підготовкивиробництва, виготовлення, експлуатації та ремонту порівняно з відповідними показниками конструкцій виробів того ж призначення при забезпеченні заданих показників якості.

Починаючи з моменту розробки ескізного проектуі до моменту виготовлення дослідного зразка та серії виробів необхідно максимізувати цей фактор. Характер відпрацювання конструкції виробу на технологічністьзалежить не тільки від стадії проектування, а й від виду виробництва та обсягу випуску, типу, призначення виробу; прогресивності обладнання та оснащення, організації виробництва. Доцільним є відпрацювання технологічності конструкціїу процесі її проектування.

Оцінку технологічностівиробляють на основі використання приватних та комплексного показників. Склад відносних приватних показників і значення коефіцієнтів значущості визначаються класом, до якого відноситься виріб, що розробляється.

Номенклатура показників технологічності складальних одиницьта блоків РЕА встановлена ​​галузевим стандартом. Відповідно до нього всі блоки РЕА умовно розбиті на 4 класи:

  • радіотехнічні;
  • електронні;
  • електромеханічні;
  • комутаційні.

Для кожного класу встановлені свої показники технологічностіу кількості трохи більше 7.

Розрахунок показників технологічності конструкціїпроводиться за певною методикою для радіотехнічного класу РЕА.

6.3. Класифікація технологічних процесів

Першим етапом проектування ТП є розробка попереднього проекту, другим - розробка робочої технологічної документації на стадії дослідного зразка (партії), настановної серії, серійного або масового виробництва.

Попередній проект призначений для відпрацювання та перевірки технологічності конструкціївироби на стадіях ескізного та технічного проектіврозробки конструкторської документації, для підготовки та розробки робочої документації.

Під робочою технологічною документацієюмається на увазі сукупність технологічних документів (карт, інструкцій, відомостей), які містять усі дані, необхідні для виготовлення та контролю виробу.

Технологічні процеси поділяються на такі види.

  • Проектнийтехнологічний процес, що виконується за попереднім проектом технологічної документації.
  • Робочийтехнологічний процес, що виконується за робочою технологічною та конструкторською документаціями.
  • Одиничнийтехнологічний процес, що відноситься до виробів одного найменування, типорозміру та виконання, незалежно від типу виробництва.
  • Типовийтехнологічний процес, що характеризується єдністю змісту та послідовності більшості технологічних операцій та переходів для групи виробів із загальними конструктивними ознаками.
  • Стандартнийтехнологічний процес – технологічний процес, встановлений стандартом.
  • Тимчасовийтехнологічний процес, що застосовується на підприємстві протягом обмеженого періоду часу через відсутність належного обладнання або у зв'язку з аварією до заміни на більш сучасний.
  • Перспективнийтехнологічний процес, що відповідає сучасним досягненням науки та техніки, методи та засоби здійснення якого повністю або частково належить освоїти на підприємстві.
  • Маршрутний
  • Операційнийтехнологічний процес, що виконується за документацією, в якій зміст операцій викладається із зазначенням переходів та режимів обробки.
  • Маршрутно-операційнийтехнологічний процес, який виконується за документацією, в якій зміст операцій викладається без зазначення переходів та режимів обробки.
  • Груповийтехнологічний процес, який розробляється не так на одну деталь, але в групу деталей, подібних за технологічними ознаками.

6.4. Зміст робіт проектування технологічних процесів

Розробка технологічних процесів проводиться для виробів, конструкція яких відпрацьована на технологічністьі включає комплекс взаємозалежних робіт. До них відносяться:

  • вибір заготовок;
  • вибір технологічних баз;
  • підбір типового технологічного процесу;
  • визначення послідовності та змісту технологічних операцій;
  • визначення, вибір та замовлення нових засобів технологічного оснащення (у тому числі засобів контролю та випробування);
  • призначення та розрахунок режимів обробки;
  • нормування процесу;
  • вибір засобів механізації та автоматизації елементів технологічних процесів та внутрішньоцехових засобів транспортування та інші.

При розробці технологічних процесів використовуються класифікатори технологічних операцій, системи позначення, стандарти, каталоги, довідники та " єдина систематехнологічної документації (ЕСТД)".

p align="justify"> При розробці типових технологічних процесів необхідно враховувати конкретні виробничі умови типового представника групи виробів, що володіють загальними конструктивно-технологічними ознаками.

До типового представника групи виробу зазвичай відноситься такий виріб, виготовлення якого вимагає найбільшої кількості основних та допоміжних операцій, характерних для виробів, що входять до цієї групи.

Необхідність розробки типових технологічних процесів визначається економічною доцільністю, пов'язаної із частотою застосування виробу групи. Типізація здійснюється у двох напрямках:

  • типізація комплексних технологічних процесів виготовлення однотипних виробів;
  • типізація та стандартизація окремих операцій обробки різних виробів.

Типові технологічні процесиможуть бути оперативними та перспективними.

Типові технологічні процесита стандарти на технологічні операції є інформаційною основою розробки робочого технологічного процесу.

6.5. Види технологічних документів

Розроблені технологічні процеси оформляються у вигляді технологічних документів наступних видів, передбачених Державним стандартомЕСТД (ГОСТ 3.1001-74 -3.1106-74 тощо).

  1. Маршрутна карта (МК) - технологічний документ, що містить опис технологічного процесу виготовлення або ремонту виробу (включаючи контроль та переміщення) по всіх операціях різних видів та технологічної послідовності із зазначенням даних про обладнання, оснащення, матеріальні та трудові нормативи відповідно до встановлених форм. Маршрутна карта є обов'язковим документом. Цю карту допускається розробляти окремі види робіт.
  2. Карта ескізів (КЕ) – технологічний документ, що містить ескізи, схеми та таблиці, необхідні для виконання технологічного процесу, операції чи переходу виготовлення чи ремонту виробу.
  3. Технологічна інструкція (ТІ) - технологічний документ, що містить опис прийомів роботи або технологічних процесів виготовлення або ремонту виробу, правил експлуатації засобів технологічного оснащення, опис фізичних та хімічних явищ, що виникають при окремих операціях.
  4. Комплектувальна карта (КК) - технологічний документ, який містить дані про деталі, складальні одиниці та матеріали, що входять до комплекту виробу, що збирається.
  5. Відомість розціхування (ВР) – технологічний документ, що містить дані про маршрут проходження виготовленого (ремонтованого) виробу по службах підприємства.
  6. Відомість оснастки (ВО) - технологічний документ, що містить перелік технологічного оснащення, необхідного для виконання даного технологічного процесу чи операції.
  7. Відомість матеріалів (ВМ) - технологічний документ, що містить дані про заготівлі, норми витрати матеріалу, маршрут проходження виробу, що виготовляється, і його складових частин.
  8. Відомість складальних одиницьдо типового технологічного процесу (ВТП) - технологічний документ, що містить перелік складальних одиниць. Ці одиниці виготовляються за типовим технологічним процесом (операцією) із зазначенням відповідних даних про трудовитрати і при необхідності - про матеріали, технологічне оснащення та режими.
  9. Карта технологічного процесу (КТП) - технологічний документ, який містить опис технологічного процесу виготовлення або ремонту виробу (включаючи контроль та переміщення) по всіх операціях, що виконуються в одному цеху в технологічній послідовності, із зазначенням даних про засоби технологічного оснащення, матеріальні та трудові нормативи.

    Для окремих видів робіт, пов'язаних технологічним маршрутомвиготовлення виробів з іншими видами робіт допускається розробляти КТП із зазначенням усіх видів робіт, що виконуються у різних цехах. У цьому якщо КТП охоплює весь маршрут виготовлення цього виробу, вона замінює МК, і остання не розробляється.

  10. Карта типового технологічного процесу (КТТП) - технологічний документ, що містить опис типового технологічного процесу виготовлення та ремонту групи складальних одиницьу технологічній послідовності із зазначенням операцій та переходів та відповідних даних про засоби технологічного оснащення та матеріальні нормативи.
  11. Операційна карта (ОК) - технологічний документ, що містить опис технологічної операції із зазначенням переходів, режимів обробки та даних про засоби технологічного оснащення.
  12. Операційна карта типова (ОКТ) - технологічний документ, що містить опис типової технологічної операції із зазначенням переходів, даних про технологічне обладнання та, при необхідності, про технологічне оснащення та режими обробки.
  13. Відомість операцій (ВОП) - технологічний документ, що містить перелік та опис усіх операцій технологічного контролю, що виконуються в одному цеху, із зазначенням даних про обладнання, оснащення та вимог до контрольованим параметрам.

6.6. Основні документи АСТПП

Основними документами є:

  • МК – маршрутна карта;
  • КТП – карта технологічного процесу;
  • ВТП - відомість складальних одиницьдо типового технологічного процесу.

Основний документ окремо чи разом із іншими документами, записаними у ньому, повністю і однозначно визначає технологічний процесвиготовлення виробу по всіх або окремим видамробіт.

ЕСТД встановлено форми документів загального та спеціального призначення. Загальні документи призначені для оформлення різних видів робіт . До них відносяться: МК, КЕ, ТІ, КК, ВР, ВО, ВМ та ВТП.

Спеціальні документи призначені для оформлення в них технологічних процесів, спеціалізованих за окремими видами робіт. До них належать: КТП, КТТП, ОК, ОКТ, ВОП.

Є також інші документи. До них відносяться, наприклад, карта обліку позначень, карта застосування оснастки, технологічний паспорт та інші, що відрізняються тим, що вони не мають графи "позначення технологічного документа" за ГОСТ 3.1201-74.

Вихідними даними для проектування технологічного процесу є:

а) робоче креслення оброблюваної заготівлі дуже необхідними технічними умовами;

б) креслення складальної одиниці, до якої входить заготівля, що обробляється;

в) виробнича програма випуску деталей;

г) дані про обладнання у вигляді паспортів верстатів та плану їх розташування в цеху та каталог обладнання, що випускається.

Крім того, необхідно мати довідкові матеріали: нормативи операційних припусків та допусків, каталоги різального, вимірювального та допоміжного інструментів, стандарти сортаменту матеріалів, нормативи режимів різання, нормативи допоміжного, підготовчо-заключного часу та часу обслуговування робочого місця. Велика програма дозволяє застосувати високопродуктивне обладнання, багатошпиндельні та агрегатні верстати, напівавтомати та автомати, автоматизувати процеси,

Технологічний процес розробляють у певній послідовності (ГОСТ 14301-73).

1. Визначають тип виробництва такт випуску чи розмір партії, вид заготівлі.

2. Встановлюють раціональну послідовність обробки – технологічний маршрут.

3. Вибирають верстати окремих операцій.

4. Визначають спосіб встановлення (базування) та закріплення заготівлі на кожній операції та уточнюють порядок операцій.

5. Операцію розбивають на переходи та ходи, встановлюють міжопераційні припуски та допуски.

6. Визначають розміри заготівлі.

7. Вибирають пристрої та намічають важливі схеми спеціальних пристроїв.

8. Підбирають тип та розмір інструменту та розробляють конструктивні ескізи спеціальних інструментів.

9. Встановлюють режими різання всім переходів.

10.. Здійснюють технічне нормування та встановлюють професію та розряд роботи.

11. Виробляють порівняльні економічні розрахунки, якщо намічено кілька можливих варіантів обробки.

12. Оформлюють документацію технологічних процесів механічної обробки.

13. Розробляють організацію виробничих ділянок, включаючи їх планування та внутрішньоцеховий транспорт.

Розробка технологічних процесів одна із найважливіших етапів підготовки виробництва, оскільки від неї значною мірою залежить якість продукції, трудомісткість і економічність виробництва, і навіть швидкість освоєння виробництва. При розробці технологічних процесів слід прагнути до скорочення кількості операцій, оскільки це зменшує потреба в верстатах, робочих, виробничої площі, міжопераційному транспортуванні та знижує собівартість виготовлення деталі. Продуктивність операції підвищують зменшуючи кількість переходів шляхом застосування багатошпиндельних налагодок; мінімальна кількістьходів знижує основний час унаслідок використання точних заготовок.

1.8.2. Концентрація та диференціація операцій

Проектування технологічних процесів обробки різанням можна здійснювати методами концентрації та диференціації. Перший метод характеризується поєднанням кількох технологічних переходів в одну складну операцію, що виконується на одному верстаті. Концентрація операцій ведеться двома способами: одночасною обробкою кількох поверхонь набором інструментів, наприклад обробка на багаторізцевому токарному або багатошпиндельному свердлильних верстатів, та послідовною обробкою декількох поверхонь на одному верстаті, наприклад на револьверному. Концентрація операцій скорочує трудомісткість обробки, зменшує кількість верстатів та виробничу площу, але одночасно збільшує потребу у висококваліфікованих налагоджувачах і вимагає застосування складніших верстатів. Застосування багатоінструментних верстатів є економічним при великому випуску деталей.

Метод диференціації операцій характеризується розчленуванням технологічного процесу обробки різанням на прості операції, що виконуються на великій кількості простих верстатів (застосовують при великосерійному виробництві при нестачі спеціального обладнання та відсутності кваліфікованих робітників). Цей метод дозволяє швидко перевести роботу цеху чи відділення виробництва нового чи зміненого об'єкта, оскільки переналаштування простих верстатів простіше, ніж переналаштування складних верстатів із великою концентрацією окремих технологічних переходів. Не слід вважати диференціацією поділ процесу на кілька операцій, викликане вимогою високої точності або малою шорсткістю поверхні. Існує ряд переходів, які недоцільно поєднувати з іншими на одному верстаті, так як це може призвести до зниження точності та збільшення шорсткості поверхні. На машинобудівних заводах часто поєднують обидва принципи. Наприклад, при обробці колінчастих валів поряд із застосуванням спеціальних верстатів для обробки корінних або шатунних шийок застосовують верстати, що виконують одну операцію - попереднє або остаточне шліфування корінних або шатунних шийок.

1.8.3. Основи побудови маршрутного технологічного процесу

При обробці заготівлі, як правило, здійснюється зняття основного припуску (чорнова обробка), отримання заданих розмірів форми та взаємного положення поверхонь заготівлі, отримання заданої шорсткості та якості поверхневого шару (оздоблення та зміцнення). Методи обробки, обладнання, інструмент та пристосування не дозволяють виконати всі поставлені завдання за один хід ріжучого інструменту. При чорновій обробці діючі сили та робота різання особливо великі; заготівлі сильно нагріваються. За цих умов отримати точні розміри заготівлі неможливо. Тому послідовність операцій необхідно призначати, виходячи з деяких міркувань.

1. Під час чорнової обробки знімаються найбільші шари металу. Це дозволяє одразу виявити дефекти заготівлі. При знятті поверхневих шарів заготівля звільняється від внутрішньої напруги, що викликає деформації. При чорновій обробці потрібні значні сили затискання, які можуть впливати на точність остаточно обробленої поверхні, якщо чернова обробка частини заготовки буде проводитися після чистової обробки. Такі несприятливі умови створюються під час обробки великих поверхонь фасонних заготовок. Для дрібних заготовок чорнову та остаточну обробку виробляють в одну операцію. Не слід побоюватися перерозподілу внутрішньої напруги при обробці окремих невеликих поверхонь у фасонних заготовках.

2. Чистові операції необхідно виконувати в кінці обробки заготовки, так
як при цьому зменшується можливість пошкодження вже оброблених
поверхонь.

3. При визначенні послідовності виконання чорнових і чистових операцій слід враховувати, що поєднання їх на тих самих верстатах наводить дозниження точності обробки внаслідок підвищеного зношування верстата на чорнових операціях.

4. Насамперед слід обробляти поверхні, при видаленні припуску з яких найменшою мірою знижується жорсткість заготівлі; наприклад, при обробці ступінчастих валів спочатку обробляють щаблі великого діаметра, а потім щаблі меншого діаметра

5. Поверхні з однаковою точністю відносного розташування потрібно обробляти в одній установці та позиції.

6. При використанні в технологічному процесі автоматичних ліній слід застосовувати метод концентрації операцій технологічного процесу, тобто одночасного виконання великої кількості переходів на кожній операції, та використовувати комбіновані інструменти (ступінчастий зенкер, розгортку тощо). Для отримання автоматичної лінії невеликої довжини верстати розташовують з двох сторін рольгангу або зигзагоподібно.

Операції обробки різанням необхідно пов'язувати з термічними, призначаючи окремі операції після операцій термічної обробки, що підвищують механічні властивості металу (цементація, загартування). Від виду термічної обробки залежить міжопераційні припуски. Їх необхідно збільшувати, щоб забезпечити менші відхилення від форми геометричної поверхні, порушеної деформаціями, спричиненими термічною обробкою.

1.8.4 Вибір обладнання

Вибір верстата - одне з найважливіших завдань при проектуванні технологічного процесу обробки різанням. Для будь-якої операції завжди можна підібрати відповідний верстат. Винятками є деякі операції в масовому виробництві, котрим економічно доцільно виготовляти спеціальні верстати. При проектуванні технологічних процесів серійного виробництва, де поряд із спеціальними використовують і універсальні верстати, вибір останніх виробляють за такими показниками:

1) вид обробки - токарна, фрезерна, свердлильна тощо;

2) точність та жорсткість верстата;

3) габаритні розміри верстата (висота та відстань між центрами, розміри столу);

4) потужність верстата, частота обертання шпинделя подачі тощо;

5) ціна верстата.

При серійному виробництві одному верстаті, зазвичай, виконують кілька різних операцій, тому обраний верстат повинен задовольняти технологічним вимогам всіх намічених обробок. У масовому виробництві кожен верстат призначений до виконання однієї операції і має задовольняти як всі вимоги даної обробки, а й забезпечувати задану продуктивність. При виборі верстата масового виробництва, крім зазначених вище показників, необхідно враховувати відповідність продуктивності верстата такту випуску деталей, оброблених даному верстаті. Класифікацію верстатів за технологічними ознаками запропоновано проф. А. І. Каширін. За цією класифікацією верстатне обладнання ділиться на верстати широкого чи загального призначення (універсальні), високої продуктивності, спеціалізовані, спеціальні. Верстати широкого або загального призначення: призначені для обробки заготовок у серійному та одиничному виробництві. Верстати високої продуктивності мають обмежені технологічні можливості, порівняно з універсальними. Вони потужніші і жорсткіші, ніж верстати першої групи, завдяки чому на них можна вести обробку на високих режимах різання. До них відносяться верстати токарно-багаторізцеві, круглошліфувальні, що працюють методом поперечної подачі, безпентрово-шліфувальні, деякі поздовжньо-фрезерні, токарні автомати та напівавтомати. Ці верстати призначені для великосерійного та масового виробництва та застосовуються також у серійному виробництві. Спеціалізовані верстати шляхом конструктивних змін та різних доповнень можуть бути пристосовані для виконання певної операції. Часто верстати цієї групи отримують шляхом встановлення додаткових шпинделів, головок та інших вузлів на верстати високої продуктивності. Спеціальні верстати проектують і виготовляють особливомузамовлення та призначають для виконання певної операції. Проектування та виготовлення верстатів цієї групи зазвичай коштує дорого. Тому такі верстати застосовують лише у масовому виробництві, якщо буде доведено їх економічну ефективність.

Автоматичні верстатні лінії - це групи автоматичних верстатів, встановлених у порядку технологічного процесу і пов'язаних між собою пристроями, що транспортують. На транспортер на початку лінії встановлюють заготовку, що обробляється, або завантажують в бункер відразу багато заготовок, а потім вони автоматично передаються зі верстата на верстат. Поряд із створенням автоматичних ліній на базі наявного обладнання проектуються та будуються автоматичні лінії зі спеціальних верстатів.

За великих програм випуску деталей широко використовують агрегатні верстати. Експериментальний науково-дослідний інститут металорізальних верстатів (ЕНІМС) розробив класифікатор металорізальних верстатів.


1.8.5 Вибір інструменту

Конструкція та розміри для заданої операції визначаються видом обробки, розмірами оброблюваної поверхні, властивостями матеріалу заготовки, необхідною точністю обробки та шорсткістю оброблюваної поверхні. Ріжучі інструменти виготовляють в основному з твердих сплавів ВК8, Т5К10, TI5K6, Т30К4, Т60К6та ін, швидкорізальних сталей Р6М5, P9K10,вуглецевих інструментальних сталей У10А, У12А та ін. Інструменти; оснащені пластинками із твердих сплавів ВК8 та ВК6М, застосовують при обробці заготовок із чавуну. При грубій обробці сталевих заготовок застосовують інструмент із пластинками із сплаву Т5К10, а при чистовій обробці-інструмент із пластинками із сплаву TI5K6. Інструменти з твердих сплавів рекомендується застосовувати для досягнення високої продуктивності, найменшої шорсткості обробленої поверхні та при обробці заготовок із металів високої твердості.

Швидкорізальні сталі застосовують для виготовлення інструментів, що працюють при відносно високих швидкостяхрізання, та складного інструменту

Вуглецеві інструментальні сталі застосовують для виготовлення ручних інструментів (мітчики, плашки тощо).

1.8.6 Правила оформлення операційних ескізів

Правила запису технологічних операцій та переходів обробки різанням встановлені ГОСТ 3.1702-79.

Найменування операції обробки різанням має відображати застосовуваний вигляд технологічного обладнанняі записуватися прикметником в називному відмінку, наприклад: зубошліфувальна, хонінгувальна, поздовжньо-стругальна, свердлильно-центрувальна, шліценакатна і т.п.

фрезерувати, шліфувати, галтувати, встановити, зняти, зенкувати, хонінгувати тощо.

приклад 1. Повний запис: «Свердлити 8 наскрізних отворів з наступним зенкуванням фасок; витримуючи d=12+0,5\d-90±0,08, 90°±30" та 1,6*45°, згідно креслення».

2. Скорочений запис: "Свердлити 8 відп., витримуючи розміри 1, 2, 3.

Встановлення повного чи скороченого запису змісту технологічної операції кожного конкретного випадку визначається розробником документів. Запис допоміжних переходів слід виконувати відповідно до правил для технологічних переходів.

При заповненні документів рукописним способом - замість умовного позначення d слід застосовувати знак або не вказувати позначення: довжини, ширини, фаски. Наприклад: «Розточити поверхню, витримуючи розміри Ǿ 12.

для технологічних переходів - вальцювати, врізатися, галтувати, гравіювати, довести, довбати, закруглити, заточити, зенкерувати, накатати, нарізати, обкатати, відрізати, підрізати, полірувати, притирати, припрацювати, протягнути, розгорнути, розвальцювати, розкачати, розсвердлити, розточити, свердлити, стругати, суперфінішувати, шліфувати, цекувати, центрувати, фрезерувати;

для допоміжних переходів - вивірити, закріпити, налаштувати, перевстановити, перевстановити та закріпити, перемістити, піджати, перевірити, змастити, зняти, встановити, встановити та вивірити, встановити та закріпити.

При розробці технологічних ескізів на операнда чи окремі технологічні переходи необхідно виконувати всі вимоги до графічних документів.

Технологічний ескіз розробляється на кожну операцію у серійному та масовому виробництві. Технологічний ескіз є вихідним даним для детального опису операції з переходів або позицій. На технологічному ескізі вказуються всі необхідні дані якісної обробки деталі; вказуються необхідні розміри оброблюваних елементів деталі з відхиленнями, а також необхідними довідковими розмірами, які будуть використані у процесі визначення режимів різання та норм часу щодо технологічних переходів на операцію.

На кожен оброблюваний елемент заготовки встановлюється шорсткість поверхні і вказується умовне позначення шорсткості залежно від методу обробки та ступеня точності. Однакові значення шорсткості поверхні групують і виносять у правий, верхній кут ескізу.

На технологічному ескізі необхідно вказувати умовні позначення опор, затискачів на базових поверхнях деталі згідно з ГОСТ 3.1107-81 «Опори, затискачі та настановні пристрої. Графічні позначення».

Необхідна кількість зображень (видів, розрізів, перерізів і виносок) на ескізі встановлюється з умов забезпечення наочності та ясності зображення поверхонь деталі, що обробляються. Поверхні, що підлягають обробці, на ескізі слід обводити суцільною лінією, що дорівнює 2S...3S згідно з ГОСТ 2.303-68,

Допускається всі оброблювані поверхні умовно нумерувати арабськими цифрами в технологічній послідовності та з'єднувати з розмірною лінією. Номери поверхонь обводять знаком кола діаметром 6 – 8 мм.

Технологічні ескізи на операцію чи переходи виконуються без масштабу, проте ескізи слід виконувати акуратно та чітко. Умовні позначення, що застосовуються на технологічних ескізах, повинні відповідати встановленим стандартам. Нестандартні позначення необхідно вказати у примітках до цього ескізу.

p align="justify"> Технологічні процеси діляться на два види: поодинокі (для одного виробу), типові (для групи різних виробів).

Поодинокий ТПна кожну деталь (РЄ) розробляється таким чином, начебто ця робота виконується вперше. Немає узагальнення досвіду, немає гарантії у правильності технологічних рішень.

Робота з типізації ТПділиться на два етапи:

класифікація об'єктів виробництва;

Проектування ТП кожної класифікованої групи.

Класифікація деталей з метою типізації ТП починається з виділення найбільших класифікаційних одиниць – класів . В один клас потрапляють деталі, що мають подібні конструкторсько-технологічні показники. У класифікаторі виділено два основні класи: тіла обертання та корпусні деталі. Розбиваючи деталі всередині класу на групи та підгрупи, набувають дедалі більшого зближення технологічних процесів. Розбивку проводять до типу, що поєднує сукупність деталей однакової конфігурації, але з різними розмірами, які мають однаковий маршрут виготовлення, що здійснюється на однорідному устаткуванні із застосуванням однотипного оснащення.

Робота з класифікації деталей обов'язково має поєднуватися з уніфікацією та нормалізацією їх конструкції. Це дає можливість укрупнити серії деталей, застосовувати при виготовленні більш прогресивну технологію, а також скоротити номенклатуру оснастки та вимірювальних засобів.

Типізація ТП не обмежується лише областю обробки деталей. Її принципи використовуються і при проектуванні ТП збирання, регулювання, контролю та випробувань. Вона сприяє зменшенню невиправданого розмаїття ТП та оснащення, впровадження нових прогресивних методів обробки, скорочення термінів та здешевлення ТПП, ширшого застосування засобів автоматизації.

      ЗАГАЛЬНІ ПРАВИЛА РОЗРОБКИ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Проектування ТП є складним комплексом взаємопов'язаних робіт:

Вибір заготовок;

Вибір технологічних баз;

Вибір типового ТП;

Визначення послідовності та змісту операцій;

Визначення, вибір та замовлення нових засобів технологічного оснащення (у тому числі засобів контролю та випробувань);

Призначення та розрахунок режимів обробки;

Нормування ТП;

Визначення професій та кваліфікації виконавців;

Оформлення робочої документації ТП.

Під час розробки ТП використовуються такі види техніко-економічної документації;

технологічний класифікатор об'єктів виробництва;

класифікатор технологічних операцій;

Система позначення технологічних документів;

Типові технологічні процеси та операції;

Стандарти та каталоги засобів технологічного оснащення;

Довідники з нормативів технологічних режимів;

Довідники з матеріальних та трудових нормативів.

Сутність ТП виготовлення деталі полягає в послідовному наближенні сировини (заготівлі) до якісних показників деталі, що виготовляється, необхідним кресленням і ТУ.

Загалом шлях від матеріалу до деталі можна поділити на 4 етапи.

1. Отримання заготівлі (первинне формоутворення).

2. Чорнова обробка.

3. Чистова обробка.

4. Оздоблення (отримання потрібних якостейповерхневого шару деталі).

ВИБІР ЗАГОТОВКИ.

Великий вплив на маршрут виготовлення деталі робить спосіб отримання заготовки. При цьому можливі два принципово різні підходи:

1. Отримання заготовки, що найбільш наближається за формою та розмірами до готової деталі. У цьому на заготівельні операції припадає більшість трудомісткості ТП, але в механообробку менша.

Це характерно для масового та великосерійного виробництва та забезпечується застосуванням прогресивних методів формоутворення: лиття, гаряче та холодне штампування, спеціальні види обробки тиском та ін.

2. Отримання грубої заготівлі з великими припусками. При цьому на механообробку припадає більшість трудомісткості виготовлення деталі. Це притаманно одиничного і мелкосерийного виробництва.

Наявність різних підходів потребує вибору оптимального способу отримання заготовки.

ОСНОВНІ СПОСОБИ ОТРИМАННЯ ЗАГОТОВОК.

    Сортові матеріали . До них відносяться: прутки круглого, квадратного та шестигранного перерізу; труби; плоский прокат – листи, стрічки, смуги; деякі з цих видів заготовок можуть застосовуватись і для неметалічних матеріалів (вініпласт, текстоліт, склотекстоліт та ін.). Заготовки із сортового матеріалу слід виготовляти у тих випадках, коли профіль матеріалу близько підходить до профілю деталі.

    Холодне штампування . Діляється на листову та об'ємну. Листове штампування використовується для формоутворення, калібрування та пробивання отворів за допомогою штампів. Об'ємне холодне штампування в основному служить для формоутворення деталей. Холодне штампування – один із найпоширеніших методів виготовлення деталей без зняття стружки. Холодне штампування відноситься до ТП обробки тиском, що застосовується для отримання деталей з матеріалів, що володіють досить високими пластичними властивостями. З металів холодної штампування піддаються: сталі, алюміній та її сплави, мідь, латунь, деякі сплави титану, магнієві сплави та інших. З неметалів, підданих холодної штампування, найпоширеніші текстоліт і гетинакс. Деталі з цих матеріалів, залежно від товщини, штампуються як без підігріву, так і з підігрівом.

Основним технологічним оснащенням, що включає функції інструменту і пристосування, є штампи, що здійснюють формоутворення деталі або заготівлі. Як обладнання застосовуються механічні преси, головним чином кривошипні (ексцентрикові).

Достоїнствами холодного штампування є:

Відносно висока і стабільна точність одержуваних розмірів при вирубуванні, пробиванні та витяжці;

Висока продуктивність процесу (при використанні штампу, в якому одночасно виготовляється одна деталь, продуктивність преса може досягати 30 – 40 тис. деталей за зміну);

Простота виконання операцій та широкі можливості автоматизації процесу.

До недоліків холодного штампування відносяться:

Висока вартість штампів, яка може бути зменшена при застосуванні нормалізованих деталей та окремих РЄ, а у дрібносерійному виробництві – використання групових методів організації виробництва, різновидом яких є штампування за елементами;

Обмеженість у виборі матеріалу деталі (за фізико-механічними властивостями та товщиною), а також форми деталі та конструктивного оформлення окремих її елементів.

Метод холодного штампування охоплює велику кількість різних операцій, які можна розділити за характером деформації, при якій відбувається формоутворення деталей, що виготовляються, на дві основні групи:

Групу розділових операцій, що характеризуються повним або частковим поділом оброблюваного матеріалу по замкнутому або незамкнутому контуру; до цієї групи належать відрізка, вирубка, пробивання, обрізка, зачистка, просікання та інші;

Групу формозмінювальних операцій, що характеризуються перетворенням заготовки на деталь заданої форми; до цієї групи відносяться згинання, виправлення, витяжка, формування, карбування, відбортування (отвори або зовнішнього контуру), об'ємне штампування та інші.

3. Лиття . Лиття застосовується в основному як метод отримання заготовок деталей складної конфігурації (корпуси, основи, обойми, постійні магніти та ін) з алюмінієвих, магнієвих, цинкових та спеціальних сплавів, а також зі сталі, бронзи, латуні та інших металів і сплавів.

Використання процесу лиття як заготівельної операції дає можливість максимально наблизити форму та розміри заготовок до форми та розмірів готових деталей, що значно знижує трудомісткість виготовлення цих деталей та їх металомісткість (менше за метал перекладається в стружку).

Лиття – процес виготовлення деталей та заготовок заливкою розплавленого металу у форму. Ливарна форма є системою елементів, що утворюють робочу порожнину, при заливанні якої розплавленим металом формується виливок. Форми можуть бути разового та багаторазового застосування (постійні), а також використовувані кілька разів (напівпостійні). Спосіб отримання виливків (метод лиття) вибирають в залежності від матеріалу деталі, складності її конфігурації, товщини стінок, маси матеріалу та обсягу виробництва. Конструктивне оформлення деталі та найбільш доцільний метод лиття тісно пов'язані один з одним.

Застосовувані технології аерокосмічного приладобудування способи лиття для отримання заготовок наведені в табл. 1.1, причому послідовність розташування різних способів відповідає їх поширеності з виробництва.

Таблиця 1. 1

Лиття під тискомє найбільш продуктивним способом виготовлення тонкостінних деталей складної форми з цинкових, алюмінієвих, магнієвих та мідних сплавів. Процес лиття під тиском полягає в подачі розплавленого металу з пресування камери ливарної машини під дією поршня через литникові канали в порожнину прес-форми, затвердінні металу під тиском і утворенні виливки. Швидкість подачі металу у форму, тривалість її заповнення, час витримки виливки під тиском, тиск та температура нагріву прес-форми – основні параметри процесу, що залежать від виду металу виливки, товщини стінок, габаритів, виду обладнання та інших факторів.

Точність виливків, які отримують лиття під тиском, залежить від точності виготовлення прес-форм. У великосерійному та масовому виробництві приймається, що всі розміри виливків стабільно можуть бути отримані з точністю, що відповідає 12-му квалітету. Шорсткість поверхні виливків залежить в основному від якості обробки поверхонь прес-форми. Робоча порожнина прес-форми, оброблена методами чистового шліфування та полірування, забезпечує параметри шорсткості виливків, що відповідають 7-8 класу. Зі збільшенням числа виливків, отриманих у прес-формі, шорсткість їх поверхонь погіршується. Оптимальна товщина стінок виливків із цинкових сплавів 1,5 – 2 мм, алюмінієвих та магнієвих 2 – 4 мм, з латуні 3 – 5 мм.

Основні переваги лиття під тиском такі:

Найвища продуктивність з усіх існуючих методів лиття, що досягає на звичайних машинах, що застосовуються в приладобудуванні, 250 виливків на годину в одногніздовій (розрахованій на одну деталь) прес-формі;

Висока точність розмірів і мала шорсткість поверхонь виливків дозволяє максимально наблизити розміри заготовки до розмірів готової деталі;

Можливість отримання тонкостінних деталей складної конфігурації, що пояснюється гарною заповнюваністю прес-форми;

Можливість армування виливків деталями з інших міцніших та з іншими властивостями матеріалів – високоміцних неливарних металевих сплавів, металокераміки та ін;

Скорочення порівняно з іншими видами лиття кількості відходів від процесу лиття (20 – 25 % від ваги деталі).

До недоліків лиття під тиском можна віднести:

Складність виготовлення та висока вартість прес-форми; у дрібносерійному виробництві лиття під тиском може бути рентабельним, якщо використовувати нормалізовані (групові) прес-форми зі змінними елементами (вкладишами), що утворюють робочу порожнину;

Значне зниження стійкості прес-форм при виливку деталей із металів, що мають високу температуру плавлення (сталі, мідні сплави та ін.);

Складність або неможливість одержання деталей товстостінних або масивних елементів, що мають в конструкції (тобто значну нерівномірність товщини стінок).

Лиття за виплавлюваними моделямивключає наступні етапи: виготовлення моделей з легкоплавкого матеріалу (парафін, стеарин, поліетилен); нанесення на модель за допомогою пульверизатора або методом занурення вогнетривкої плівки (порошок березняліту та сполучний склад типу рідкого скла або розчин етилселікату); обсипання плівки кварцовим піском та сушіння; формування в металевих опорах моделей, покритих вогнетривкою плівкою; виплавлення моделей у гарячій воді чи печі (залежно від матеріалу моделі); заливання металу в нероз'ємні форми, що утворюються вогнетривкою плівкою після виплавлення моделі; руйнування форми та вилучення виливків.

Лиття по моделях, що виплавляються, широко застосовується в технології приладобудування для виготовлення виливків складної конфігурації масою від декількох грам до 1 – 15 кг; товщина стінок виливків 0,3 – 20 мм; точність розмірів до 9-го квалітету; шорсткість поверхні до 7 – 8 класу. За продуктивністю цей метод лиття значно поступається литтям під тиском, оскільки включає операцію формування і характеризується застосуванням одноразових форм.

Лиття в кокільбільш продуктивний процес, ніж лиття в землю, оскільки використання металевих форм виключає необхідність такої трудомісткої операції, як формування. Крім того, цей вид лиття характеризується значно вищим рівнем механізації, оскільки кокіль може встановлюватися на спеціальному верстаті, що дозволяє механізувати операції роз'єму форми та видалення виливка.

Відходи металу при лиття в кокіль становлять приблизно 30-35% від ваги деталей. Точність розмірів виливків відповідає 12 - 16 кваліфікаціям; шорсткість поверхні 5-го класу і грубіше.

Велика теплопровідність металевої форми сприяє швидшому затвердінню рідкого металу порівняно з литтям у земляні форми. В результаті структура металу виливків виходить рівномірною та дрібнозернистою, що забезпечує покращення фізико-механічних властивостей деталей за рахунок високої однорідності матеріалу.

До недоліків лиття кокіль слід віднести високу вартість металевих форм; Проблеми отримання виливків складної конфігурації і тонкостінних виливків (при товщині стінок менше 5 мм).

Лиття в оболонкові формивключає наступні технологічні операції: нагрівання моделі, що складається з двох частин, разом з модельною плитою до 200 - 250 0 С, мастило частин моделі розділовим складом; обсипання моделі формувальною сумішшю (кварцовий пісок із термореактивною смолою); зсипання надлишків суміші після витримки на моделі протягом 2 – 3 хвилин, спікання оболонки, що утворюється на моделі розплавленою смолою з кварцовим піском (температура спікання 250 – 300 0 С); зняття напівформ (оболонок) із частин моделі за допомогою спеціальних пристроїв; склеювання частин форми; їх засипання у спеціальних контейнерах піском або металевим дробом; заливання; вибивання лиття та його очищення.

Лиття в оболонкові форми економічно найдоцільніше у великосерійному та масовому виробництві, де для виготовлення оболонкових напівформ застосовуються високопродуктивні автоматизовані установки. У приладобудуванні цей метод застосовується рідко.

Заготівля завжди має масу більше деталі. Відбувається це за рахунок припусків, які треба видаляти під час подальшої обробки. Величина припуску має бути оптимальною та її розрахунок має значення у процесі проектування ТП.

4. Механообробка . Метали обробляють різанням на металорізальних верстатах за допомогою різних різальних інструментів. Заготовками для деталей є сортові матеріали, а також виливки зі сталі, кольорових металів та їх сплавів.

У процесі обробки різанням розрізняють робоче рух двох видів: головне рух, що визначає швидкість відділення стружки; рух подачі, що забезпечує врізання ріжучої кромки інструменту нові шари металу, причому швидкість подачі менше швидкості головного руху.

Найбільш поширені способи обробки металів різанням - точення, свердління, фрезерування, стругання, шліфування.

При чорновій та чистовій обробці послідовність технологічних операцій намічають виходячи з таких міркувань:

Наступні операції, переходи та проходи повинні зменшувати похибку обробки та покращувати якість поверхні;

Спочатку слід обробляти поверхню, яка буде базою для наступних операцій. Для установки деталі при першій операції слід вибирати найбільш рівну поверхню, що має найбільші розміри;

Після обробки настановної поверхні, заготівля при наступних операціях базується на неї або пов'язані з нею поверхні;

Спочатку обробляють менш точні поверхні;

Операції, у яких ймовірність появи шлюбу велика, слід виконувати спочатку;

Отвори зазвичай свердлять в кінці ТП, за винятком тих випадків, коли вони є базою для установки деталей.

5. Виготовлення деталей із пластичних мас . За обсягом використання пластичних мас на одиницю продукції приладобудування займає одне з перших місць серед інших галузей промисловості. Насиченість апаратури пластмасовими деталями у ряді випадків досягає 70% за обсягом та 45% за вагою. Це пояснюється особливостями властивостей пластмас. Порівняно з металами пластмаси характеризуються значно меншою щільністю, мають високі ізоляційні властивості та підвищену зносостійкість, мають низький коефіцієнт тертя, добре протистоять корозії, стійки в агресивних середовищах, радіопрозорі та немагнітні. Переробка більшості пластмас у виріб ґрунтується на використанні високопродуктивних технологічних процесів з майже повною відсутністю механічної обробки.

Можна виділити такі групи деталей, що виготовляються із пластмас: деталі зовнішнього оформлення (корпуси, кришки, коректори, лімби, затискачі та ін.); деталі ізоляційного призначення (клемні колодки, контактні панелі, каркаси, прокладки, втулки); несучі деталі (плати, панелі, основи); деталі світлотехнічного та відлікового призначення (лінзи, скла, шкали); деталі декоративного оформлення (ковпачки, кнопки, ручки перемикачів та ін.).

Основною складовою частиною пластмас є полімери – синтетичні органічні сполуки (смоли), деякі види пластмас складаються в основному з полімерів, але частіше пластмаса являє собою композицію з полімеру, який відіграє роль сполучного, наповнювача та різних добавок (барвники, пластифікатори, затверджувачі, змащувальні речовини) ). Сполучні речовини роблять пластмасу пластичною і перетворюють її після затвердіння на монолітну деталь. Як сполучні речовини використовують фенолформальдегідні, фенолкрезольні, епоксидні та інші смоли. Наповнювачі надають виробам необхідної міцності, жорсткості, теплостійкості та електротехнічних властивостей. Наповнювачі можуть бути органічними (деревне борошно, паперова крихта, різні тканини, бавовняні очеси) та неорганічними (слюдяне та кварцове борошно, азбест, крейда, тальк, скловолокно). Барвники додають до пластмаси для надання деталі потрібного кольору. Затверджувачі необхідні прискорення процесу затвердіння сполучної речовини для формування виробів. Пластифікатори (дибутилфтолат і трикрезілфосфат) покращують пластичні властивості пластмаси і підвищують її рідину плинність при пресуванні. Змащувальні речовини попереджають прилипання прес-матеріалів до стін прес-форми при пресуванні. Як змащувальні речовини використовують, наприклад, олеїнову кислоту, стеарин і рицинова олія.

Залежно від поведінки при нагріванні пластмаси поділяються на термопластичні (термопласти) та термореактивні (реактопласти).

Термопластичні пластмасипри нагріванні набувають пластичних властивостей або розплавляються, а при охолодженні повертаються в твердопружний стан.

Термореактивні пластмасипри нагріванні незворотно переходять у пластичний стан із подальшим затвердінням. При повторному нагріванні вони залишаються твердими або згоряють без розплавлення.

Метод переробки пластмас у виріб значною мірою пов'язаний із характером постачання цих матеріалів підприємствами хімічної промисловості. Пластмаси, що переробляються у вироби методами пресування або лиття під тиском, випускаються як прес-порошки або прес-матеріали, останні у вигляді, зручному для подрібнення та подальшого пресування (наприклад, прес-матеріал – скловолокно випускається у вигляді стрічки, отриманої на основі кручених скляних ниток та сполучної речовини). Крім прес-порошків і прес-матеріалів у приладобудуванні застосовуються термореактивні шаруваті пластмаси, що постачаються у вигляді листів та прутків. До них відносяться текстоліт, гетинакс, склотекстоліт та ін.

З термопластичних пластмас найбільш широко застосовуються фторопласти, поліаміди, капрон, оргскло, поліетилен, полістирол та поліхлорвініл.

Основні способи переробки пластмас у вироби – пресування та лиття під тиском. Литі та пресовані деталі з пластмас мають гладкі поверхні з шорсткістю 7-8 класу, розміри в межах 11-13 квалітету точності та майже не вимагають обробки різанням. Для лиття та пресування використовується сировина у вигляді гранульованих термопластів та термореактивних порошків та прес-матеріалів. Обидва способи рентабельні тільки у великосерійному та масовому виробництві через високу вартість технологічного обладнання, що застосовується.

Вироби із термореактивних порошків та прес-матеріалів виготовляють прямим (компресійним) або литьовим пресуванням у металевих прес-формах на гідравлічних пресах.

Для ливарного пресуваннядеталей складної форми застосовуються преси з робочим циліндром подвійної дії. У цьому випадку основний плунжер робочого циліндра служить для замикання прес-форми з великою швидкістю, а другий плунжер, що знаходиться всередині основного - для нагнітання прес-матеріалу розм'якшеного через литниковий канал в робочу порожнину прес-форми, де утворюється деталь.

Автоматичні преси (прес-автомати) мають системи автоматичного контролю та регулювання температури пресування, тиску та тривалості окремих операцій циклу пресування в цілому, крім того, автоматизується управління всіма переміщеннями рухомих частин преса. Преси, як правило, обладнані пристроями програмного керування.

Процес прямого пресування деталей із термореактивних пластмас складається з наступних етапів: підготовка прес-матеріалів, дозування матеріалів, завантаження в прес-форму, пресування, видалення деталей із прес-форми, очищення прес-форми.

Підготовка матеріалів включає в себе головним чином їх підсушування та підігрів перед пресуванням. Підвищена вологість сприяє погіршенню плинності матеріалів, що може викликати брак деталей, що пресуються. Підігрів матеріалів перед пресуванням сприяє видаленню вологи та газів, дозволяє скоротити технологічну витримку при пресуванні, знизити тиск у прес-формі. Що зменшує її зношування, і скоротити цикл пресування в 2 рази і більше. Прес-матеріал займає у 2% - 10 разів більший обсяг, ніж виготовлені із нього деталі. Для зменшення обсягу прес-форм роблять таблетування прес-матеріалів. Маса таблеток коливається від 1,5 до 150 г. Таблетування не тільки дозволяє скоротити обсяг завантажувальних камер прес-форм, але дає наступні переваги: ​​зменшення вмісту повітря в таблетках порівняно з пухкими матеріалами, сприяє поліпшенню якості деталей, що пресуються, покращує умови пресування, полегшує дозування та нагрівання матеріалів перед пресуванням, скорочує втрати матеріалу у виробництві. Прес-матеріали таблетуються на гідравлічних пресах або спеціальних таблеткових машинах (ексцентрикових чи ротаційних) у холодних прес-формах.

Дозування матеріалу може бути вагове, об'ємне або штучне (за наявності таблетування). Штучний спосіб дозування, який здійснюється за кількістю однакових таблеток, може бути легко повністю автоматизований.

При пресуванні або лиття під тиском деталей із пластмас часто до початку пресування потрібно розмістити в прес-формі металеву арматуру, що запресовується в пластмасу. Найбільш поширеними видами арматури є деталі для утворення внутрішніх або зовнішніх різьблень, затискачі, штирі, втулки, штифти та ін. Арматура використовується як електропровідні елементи, іноді для підвищення міцності деталей, а також для зручності складання та монтажу. Металеві деталі перед пресуванням встановлюють ретельно очищену прес-форму до завантаження в неї прес-матеріалу і закріплюють в заданому положенні.

Основними параметрами (режимами) процесу пресування пластмас є температура, тиск та час витримки.

Нагрівання до певної температури необхідне для переведення прес-матеріалів у текучий стан з подальшим затвердінням (полімеризацією). Для термореактивних пластмас температура нагрівання прес-форм при прямому та литьовому пресуванні коливається від 130 до 1950С.

Тиск у процесі пресування необхідний для ущільнення розігрітого прес-матеріалу, заповнення матеріалом робочої порожнини прес-форми та запобігання коробленню виробу, викликаного внутрішніми напругами. Величина необхідного тиску залежить від плинності матеріалу та конструктивних особливостей виробу. Чим менша плинність, тим більше має бути тиск.

При пресуванні деталей з термореактивних пластмас на початку дається невеликий тиск на 30 - 40 с, щоб матеріал зайняв порожнину форми, потім дається основний тиск, при якому відбувається полімеризація матеріалу протягом певного часу витримки.

Час витримки залежить від виду прес-матеріалу, розміру та складності конфігурації деталі, а також температури попереднього нагрівання прес-матеріалу. Чим більший виріб і що вище потрібна температура нагрівання, тим довше витримка його під тиском. При недостатній витримці відбувається жолоблення деталі при охолодженні і знижується механічна міцність. Час витримки для різних термореактивних пластмас знаходиться в межах від 0,5 до 2% хв на 1мм найбільшої товщини виробу. Задана витримка забезпечується під час пресування за допомогою реле часу.

Після закінчення пресування роз'єм прес-форми та вилучення деталі здійснюється автоматично за наявності відповідних пристроїв або вручну за допомогою спеціальних пристроїв. Вилучені деталі направляються на наступну операцію для зачистки від облою та задирок, а також іншої механічної обробки.

Прес-форма після вилучення деталі ретельно очищається від прилиплих залишків прес-матеріалу з метою усунення шлюбу при подальшому пресуванні та можливої ​​поломки окремих деталей прес-форм.

Метод прямого пресування економічний і вимагає складних дорогих прес-форм. Однак він має ряд недоліків: тиск на матеріал передається відразу після замикання прес-форми, коли прес-матеріал, що має абразивні властивості, ще не набув достатньої пластичності. Внаслідок цього відбувається зношування оформлювальних поверхонь прес-форми, можлива деформація тонких її елементів та арматури; нерівномірне затвердіння матеріалу за товщиною виробу внаслідок нерівномірного прогрівання від стінок прес-форми призводить до виникнення внутрішніх напруг, утворення порожнеч та інших дефектів; по лінії роз'єму прес-форми на виробах утворюється облой (задирок), який необхідно видалити механічним шляхом. Тому методом прямого пресування, як правило, виготовляються деталі простої конфігурації, які не мають елементів зниженої жорсткості (наприклад, тонких стінок) та арматури.

Литвовим пресуванням можна отримати тонкостінні деталі складної конфігурації з маломіцною наскрізною арматурою, з глибокими отворами малого діаметра. При цьому методі менше, ніж при прямому пресуванні зношуються оформляють поверхні прес-форм, менше ймовірність появи шлюбу на деталях (тріщин, порожнин і ін.), зменшується облій по площині роз'єму. До недоліків методу слід віднести складність, високу вартість прес-форм та більшу витрату матеріалу, ніж при прямому пресуванні.

Лиття під тискомє характерним процесом виготовлення деталей із термопластичних пластмас без наповнювача (поліетилен, полістирол, капрон, поліуретан та ін.). Порівняно з процесами прямого ливарного пресування реактопластів лиття під тиском має значно більшу продуктивність (до 300 виливків на годину в одномісній прес-формі). Як устаткування для лиття під тиском використовуються автоматичні та напівавтоматичні ливарні машини з поршневою або шнековою подачею матеріалу.

Тиск та температура процесу залежать від марки прес-матеріалу. Температура в камері стиснення для полістиролу повинна бути не нижче 190 – 215 0 С. Чим нижча температура, тим вище має бути тиск у циліндрі. Частини прес-форми охолоджуються водою до температури 140 – 60 0С.

Литтям під тиском можна отримати складні конфігурації, тонкостінні деталі з великою кількістю арматури і підвищеною точністю розмірів.

При пресуванні та лиття під тиском деталей із пластмас основним технологічним оснащенням є прес-форми. За методом пресування вони поділяються на компресійні (пряме пресування), ливарні та інжекційні. Компресійні прес-форми за конструктивними ознаками поділяються на відкриті, напівзакриті та закриті.

Відкриті прес-форми не мають завантажувальної камери прес-матеріалу, який завантажується безпосередньо в робочу порожнину прес-форми. Надлишок прес-матеріалу випливає із прес-форми назовні через зазор між пуансоном та матрицею.

Напівзакриті прес-форми мають завантажувальні камери, площа яких більше площіробочої порожнини. На стику пуансона та матриці є опорна поверхня, що обмежує хід пуансона, що дозволяє отримати виріб певної товщини. Надлишок прес-матеріалу вичавлюється при пресуванні вгору канавками або лисками, що є в пуансоні.

У закритих прес-формах завантажувальні камери мають розміри та конфігурацію такі ж, як і робочі гнізда, будучи ніби їх продовженням. Під час пресування тиск передається на всю площу деталі, що забезпечує її більш високу щільність. Товщина деталі залежить від кількості прес-матеріалу, тому завантаження закритих прес-форм потребує точного дозування матеріалу.

На вигляд ливарні прес-форми відрізняються від прес-форм для компресійного пресування наявністю ливарної камери і литникової системи.

Інжекційні прес-форми використовуються для пресування тільки на ливарних машинах, тобто в процесах лиття під тиском.

За характером експлуатації прес-форми поділяються на знімні та стаціонарні. Знімні прес-форми без обігріву використовуються при прямому пресуванні на невеликих недостатньо обладнаних підприємствах. Для видалення відпресованої деталі зі знімної прес-форми її потрібно зняти з пресу. При використанні стаціонарних прес-форм весь цикл виготовлення виробу (завантаження матеріалу, розбирання прес-форми, витяг виробу) відбувається без зняття прес-форми з преса.

Крім процесів пресування та лиття під тиском у виробництві пластмасових деталей використовуються процеси дутьового (пневматичного) та вакуумного формування, а також процес екструзії.

Дутьєве та вакуумне формування застосовується для виготовлення деталей простої форми типу корпусів, балонів, кришок з листових термопластичних матеріалів.

Екструзія (видавлювання через фасонну фільєру) використовується для отримання деталей у вигляді стрижнів (різного перерізу) та трубок із термопластичних матеріалів без наповнювача на шнекових екструзійних машинах.

Однак ці процеси у приладобудуванні застосовуються рідко.

Рекомендуємо також

Loading...Loading...