Основы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА» Д.С. Пахомов, Е.А. Куликова, А.Б. Чуваков ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е Алексеева в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.05, 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» 15.05.01 «Проектирование технологических машин и комплексов» 13.03.03, 13.04.03 «Энергетическое машиностроение» Нижний Новгород 2018 УДК 621.753.1 ББК 34.5я73 П 217 Рецензенты: заместитель главного технолога ОАО «Гидроагрегат» В.И. Растокин; кандидат технических наук А.В. Стручков П 217 Пахомов Д.С., Куликова Е.А., Чуваков А.Б. Основы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин: учеб. пособие / Д.С. Пахомов, Е.А. Куликова, А.Б. Чуваков; Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е. Алексеева. – Н. Новгород, 2018. – 353 с. ISBN 978-5-502-01072-6 Рассмотрены вопросы проектирования технологических процессов изготовления деталей машин для различных типов производств. Предназначено для бакалавров, магистров и специалистов, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.05, 15.04.05 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств», 13.03.03, 13.04.03 «Энергетическое машиностроение», 15.05.01 «Проектирование технологических машин и комплексов», 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» и может быть использовано при изучении следующих курсов: «Основы технологии машиностроения»; «Технология машиностроения»; «Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ»; «Проектирование технологических процессов изделий машиностроения»; «Технология машиностроительного производства», «Технология двигателестроения», а также при выполнении практических занятий, курсовых проектов по указанным выше дисциплинам и выпускных квалификационных работ. Данное пособие может быть также полезным для технологов промышленных предприятий. Рис. 101. Табл. 111. Библиогр.: 39 назв. УДК 621.753.1 ББК 34.5я73 ISBN 978-5-502-01072-6 © Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева, 2018 © Пахомов Д.С., Куликова Е.А., Чуваков А.Б., 2018 ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………… ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ………... ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА………………… 2.1. Анализ исходных данных……………………………………... 2.2. Определение объема выпуска деталей и типа производства.. 2.3. Выбор метода (способа) получения заготовки на основании технико-экономической оценки различных вариантов……… 2.3.1 Последовательность выбора вида и метода получения заготовки………………………………………………… 2.3.2 Выбор сопоставимых методов получения заготовки………………………………………………… 2.3.3. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки………………………………………………… 2.4. Выбор действующего типового, группового или поиск аналога единичного технологического процесса и степени детализации описания технологического процесса………….. 2.5. Формирование этапов технологического процесса и этапов обработки детали……………………………………………….. 2.6. Выбор технологических баз. Сравнение и выбор лучшего по точности варианта………………………………………… 2.7. Составление вариантов технологического маршрута обработки и требований к оборудованию………………….. ГЛАВА 3. ПРИМЕРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА........................... 3.1. Проектирование технологического процесса обработки детали «вал»……………………………………….. 3.2. Проектирование технологического процесса обработки детали «крышка»……………………………………... 3.3. Проектирование технологического процесса обработки детали «корпус»….…............................................... 3 6 7 16 16 39 41 41 42 51 53 60 78 79 88 88 97 103 ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ.. 4.1. Установление рациональной последовательности переходов…..………………………………………………….. 4.2. Определение припусков, назначение допусков, расчет промежуточных размеров и размеров заготовки…………….. 4.3. Выбор и (или) заказ средств технологического оснащения… 4.4. Расчет режимов обработки……………………………………. 4.5. Определение норм времени и количества основного оборудования. ………………………………………………….. 4.6. Организация работ. Уточнение содержания и эффективности операций…………………………………… ГЛАВА 5. ПРОРАБОТКА И ВЫБОР ЭФФЕКТИВНОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА... 5.1. Анализ вариантов маршрута технологического процесса………………………………………………………… 5.2. Моделирование и усовершенствование процесса обработки деталей на ГАУ............................................................................. 5.3. Повышение качества технологического процесса…………... ГЛАВА 6. ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ………………………………………... 6.1. Общие положения……………………………………………… 6.2. Обозначение стандартов ЕСТД……………………………….. 6.3. Стадии разработки и виды документов………………………. 6.4. Требования к комплектности и оформлению документов…………………………………………………….. 6.5. Форма документов…………………………………………….. 6.6. Обозначение технологической документации………………. 6.7. Основные надписи…………………………………………….. 6.8. Правила оформления технологических документов………… 6.9. Оформление операционных карт……………………………... 6.10. Правила записи операций и переходов……………………… 6.11. Оформление контрольных карт технического контроля…... 6.12. Правила оформления графических документов……………. 4 112 112 126 153 154 165 175 191 191 193 203 213 213 215 216 223 224 225 227 227 238 243 245 247 6.13. Требования к операционным и технологическим эскизам………………………………………………………… 6.14. Особенности оформления документации при использовании станков с ЧПУ……………………………… БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………….…. ПРИЛОЖЕНИЯ…………………………………………………… Приложение 1. Данные для анализа чертежа ………………….... Приложение 2. Данные для выбора оптимального способа получения заготовок………………….. Приложение 3. Данные для определения значений припусков……………………………………….. Приложение 4. Данные для определения норм времени……….. Приложение 5. Формы записи содержания переходов и формы технологических документов для станков с ЧПУ... Приложение 6. Стандарты ЕСТД и ЕСКД……………………...... 5 260 266 268 271 271 274 281 305 331 350 ВВЕДЕНИЕ Предназначено для бакалавров и магистров и специалистов, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.05, 15.04.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», 13.03.03, 13.04.03 «Энергетическое машиностроение», 151701 «Проектирование технологических машин и комплексов» и может быть использовано при изучении следующих курсов: «Основы технологии машиностроения»; «Технология машиностроения»; «Технология изготовления деталей на станках с ЧПУ»; «Проектирование технологических процессов изделий машиностроения»; «Технология машиностроительного производства», «Технология двигателестроения», а также при выполнении практических занятий, курсовых проектов по указанным дисциплинам и выпускных квалификационных работ. В соответствии с ФГОС ВО у выпускников данных направлений должны быть сформированы, помимо прочих, следующие компетенции: • ПСК-4 - способность участвовать в разработке проектов изделий машиностроения, средств технологического оснащения, автоматизации и диагностики машиностроительных производств, технологических процессов их изготовления и модернизации с учетом технологических, эксплуатационных, эстетических, экономических, управленческих параметров с использованием современных информационных технологий и вычислительной техники, а также выбирать эти средства и проводить диагностику объектов машиностроительных производств с применением необходимых методов и средств анализа; • ПСК-7 - способность осваивать на практике и совершенствовать технологии, системы и средства машиностроительных производств, участвовать в разработке и внедрении оптимальных технологий изготовления машиностроительных изделий, выполнять мероприятия по выбору и эффективному использованию материалов, оборудования, инструментов, технологической оснастки, средств диагностики, автоматизации, алгоритмов и программ выбора и расчетов параметров технологических процессов для их реализации. В учебном пособии приведены основные термины и понятия, используемые при проектировании технологических процессов. Приведена методика проектирования технологических процессов обработки деталей для различных типов производств и производственных условий. Подробно рассмотрены вопросы, связанные с технологическими расчетами, которые необходимо производить при проектировании технологических процессов обработки деталей машин. 6 ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В связи с расширением технологических возможностей оборудования в обрабатывающем производстве (появление многооперационных станков с ЧПУ) возникает необходимость введения уточнений, дополнений и изменений в некоторые термины и определения основных понятий в области технологических процессов. В настоящее время в ЕСТД действующим стандартом, устанавливающим термины и определения основных понятий в области технологических процессов обязательных для применения в науке, технике, производстве, во всех видах документов, научно-технической, учебной и справочной литературе, является ГОСТ 3.1109-82 «Термины и определения основных понятий» с изменениями, утвержденными ИУС8-84; ИУС 6-91 г.[9]. Рассмотрим основные понятия и определения применительно к современному машиностроительному производству, взяв за основу терминологию, используемую в ГОСТе с учетом того, что при необходимости разрешается изменять установленные определения, не нарушая границ понятий [31]. По стандарту технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. В технической литературе, особенно учебной, наиболее часто используют следующее определение технологического процесса относительно обработки заготовок. Технологический процесс (ТП) – часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы и (или) внутренних свойств предмета производства (заготовки). Технологический процесс может состоять из одной или нескольких технологических операций. По ГОСТу технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. С появлением многооперационных станков с ЧПУ рабочее место является местом, на котором не только совмещается выполнение большого количества переходов (операций) с использованием различных методов (точения, фрезерования и др.) по изменению форм и геометрических параметров заготовок, но и переходов по изменению физико - механических свойств (например, поверхностная закалка лазером на многооперационном станке и т. п.). Такие операции в соответствии с ГОСТ 3.1702 - 79 называются комбинированными. Заготовка в процессе обработки на такой операции может иметь различное количество установов. 7 По стандарту установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок. То есть установ предполагает определенную схему установки заготовки. В различных типах станков с ЧПУ при неизменном закреплении схема установки заготовки может изменяться. Например, при начальном закреплении в патроне обработка заготовки может производиться с использованием люнета, а затем, после зацентровки её, обработка продолжается с использованием заднего центра, без перезакрепления заготовки в патроне. Поэтому уместно ввести понятие «схема установки». Схема установки – неизменность всех элементов оборудования и приспособлений, участвующих в установке и закреплении заготовки (заготовок). В связи с этим, можно уточнить определение установа. Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменной схеме установки обрабатываемой заготовки (заготовок). Установ может включать одну или несколько позиций. По ГОСТу позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции. При выполнении определенной части операции или переходов на многооперационных станках с ЧПУ положение заготовки совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования в процессе обработки может изменяться. Изменение положения заготовки и инструмента в процессе обработки относительно их начального положения зависит от конструктивных особенностей конкретного типа многооперационного станка и возможности одновременной обработки по нескольким координатным осям. Кроме этого, в многооперационных станках с ЧПУ может быть несколько шпинделей и инструментальных головок с различным количеством инструментов, которые также в процессе обработки заготовок могут изменять своё положение относительно осей станка. Например, станок Super NTX, оснащённый шпинделем и противошпинделем, двумя револьверными головками и поворотной фрезерной головкой, может осуществлять одновременно 11- осевое управление в процессе обработки. Например, 5 - координатный фрезерный многооперационный станок, оснащённый поворотным столом и поворотной фрезерной головкой, может обрабатывать деталь, которая совместно с инструментом (фрезой) также могут изменять своё взаимное расположение по осяи в процессе обработки. При этом выполнение переходов обработки может осуществляться последовательно, параллельно, последовательно и параллельно, параллельно и последовательно. Поэтому, так как в процессе обра8 ботки заготовка и инструмент могут изменять свое положение относительно осей координат станка, то при проектировании технологии более удобно выделять как позиции заготовки, так и позиции инструмента. Позиция заготовки – фиксированное положение неизменно закреплённой заготовкой совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования до момента включения рабочей подачи. Также для некоторых типов оборудования можно выделить следующие виды позиций заготовки: - вспомогательные – которые предназначены для установки и закрепления заготовки. Эти позиции могут выполняться вне станка (например, загрузка на палеты, спутники, установка на сменные столы и др.) или на станке на специально предусмотренных для этого позициях (например, на многопозиционных станках); - рабочие – которые предназначены для выполнения технологических переходов. Позиция инструмента – фиксированное положение, занимаемое неизменно закреплённым инструментом, относительно заготовки до момента включения рабочей подачи. При изменении положения инструмента относительно положения заготовки, является новой позицией для данного инструмента. Позиции состоят из технологических переходов. По ГОСТу технологический переход – законченная часть технологической операции, выполненная одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянном технологическом режиме и установке. Средства технологического оснащения (СТО) включают технологическое оборудование и технологическую оснастку. К технологической оснастке относятся: приспособления, инструменты, вспомогательная оснастка, средства измерения. Технологический режим – совокупность значений параметров технологического процесса в определенном интервале времени. К параметрам технологического процесса относятся: скорость резания, подача, глубина резания, температура нагрева или охлаждения. Так как в современных станках с ЧПУ элементы режима обработки при выполнении технологического перехода могут изменяться, поэтому примем следующее определение технологического перехода при обработке заготовки. Технологический переход – законченная часть установа или позиции, выполненная одними и теми же средствами технологического оснащения по обработке одной или нескольких элементарных поверхностей. 9 Можно выделить различные виды технологических переходов в зависимости от сложности конфигурации обрабатываемой поверхности и от вида её обработки. Элементарные поверхности, из которых состоит деталь, можно рассматривать в зависимости от количества элементов и конфигурации на следующие две группы: - простые элементарные поверхности (ПЭП) состоящие из одной элементарной поверхности, например, наружная цилиндрическая поверхность (НЦП), внутренняя цилиндрическая поверхность (ВЦП), наружная торцовая поверхность (НТП), внутренняя фаска (ВФ), наружная плоская поверхность (НПП) и т.д.; - сложные элементарные поверхности (СЭП), состоящие из нескольких простых элементарных поверхностей, например, наружная шлицевая поверхность (НШлП), внутренняя зубчатая поверхность (ВЗП), наружная канавка (НК), центровое отверстие (ЦО), наружная шпоночная поверхность (НШпП), внутренняя резьбовая поверхность (ВРП) и т.д. Инструмент может обрабатывать: одну простую элементарную поверхность, одну сложную элементарную поверхность, несколько простых элементарных поверхностей, несколько сложных элементарных поверхностей. При этом инструмент может обрабатывать их последовательно или параллельно. В результате можно предложить следующие виды технологических переходов по сложности в зависимости от конфигурации и вида поверхности, а также от последовательности обработки поверхностей. Для определения видов технологических переходов по сложности можно предложить следующую схему (рис. 1.1). Элементарный технологический переход (ЭП) – законченная часть установа или позиции по обработке одним инструментом одной простой элементарной поверхности (рис. 1.1), например, точение наружной цилиндрической поверхности резцом, фрезерование наружной плоской поверхности торцевой фрезой, сверление внутренней цилиндрической поверхности сверлом и др. Совокупный технологический переход (СП) по последовательности обработки, количеству и виду обрабатываемых элементарных поверхностей одним инструментом может быть представлен в виде следующих разновидностей: совокупный последовательный переход и совокупный параллельный переход. Совокупный последовательный переход (СПосП) – законченная часть установа или позиции по обработке одним инструментом (с одним или несколькими режущими элементами) последовательно одной или нескольких элементарных поверхностей (рис. 1.1). Например: переход выполняемый комбинированным инструментом зенкером-разверткой, который обрабатывает одно сквозное отверстие в заготовке последовательно; переход выполняемый контурным резцом, который обрабатывает после10 довательно несколько элементарных поверхностей (торцовых, цилиндрических); переход выполняемый цилиндрической протяжкой, каждый зуб которой последовательно обрабатывает одну внутреннею цилиндрическую поверхность и др. Рис. 1.1. Схема формирования вида технологического перехода по сложности Совокупный параллельный переход (СПарП) – законченная часть установа или позиции по обработке одним инструментом параллельно нескольких простых элементарных поверхностей, или несколько простых элементарных поверхностей образующих сложную элементарную поверхность (рис. 1.1). Например, переход, выполняемый комбинированным инструментом сверлом – цековкой, в котором параллельно обрабатываются две внутренние цилиндрические поверхности и одна торцовая; переход выполняемый концевой фрезой, в котором обрабатывается сквозной наружный паз, который состоит из трёх плоских элементарных поверхностей; переход, выполняемый центровым сверлом, в котором обрабатывается центровое отверстие, которое состоит из нескольких элементарных поверхностей и др. Блочный переход (БП) – законченная часть установа или позиции по одновременной параллельной обработке нескольких простых или сложных элементарных поверхностей несколькими инструментами, закрепленными в одном инструментальном блоке, суппорте, головке и др. 11 (рис.1.1). Например, переход выполняемый несколькими канавочными резцами, закрепленными в одном инструментальном блоке, которые производят параллельную обработку нескольких наружных канавок, или переход, выполняемый точением несколькими проходными резцами, закрепленными в одном инструментальном блоке, которые одновременно обрабатывают несколько простых элементарных наружных цилиндрических поверхностей и др. Технологические переходы в зависимости от вида обработки для обеспечения требуемой точности и качества поверхности или поверхностей могут быть представлены следующими видами: черновой, получистовой, чистовой, повышенной точности, высокой точности, особо высокой точности, отделочный. Классификация технологических переходов позволяет структурировать операции технологических процессов при проектировании, производить их анализ и вносить необходимые коррективы с целью их оптимизации. Следующие три определения в области технологических процессов по ГОСТу: вспомогательный переход, вспомогательный ход, рабочий ход. Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предмета труда, но необходима для выполнения технологического перехода. Примерами вспомогательных переходов являются закрепление заготовки, смена инструмента и т.д. Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода. Рассмотрим формулировку термина «рабочий ход» по стандарту. Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента или инструментов относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. Рабочий ход начинается с момента включения рабочей подачи, в результате при его выполнении присутствуют определённые движения (например, подвод инструмента, перебег в конце рабочего хода, дополнительные движения) в процессе которых не происходит изменение формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. В связи с этим предлагается ввести уточнение данного термина. Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки на рабочей подаче. Так как на станках с ЧПУ возможно изменение режима обработки в процессе выполнения рабочего хода, поэтому в структуру технологической операции следует ввести понятие «технологический ход» [31]. 12 Технологический ход (ТХ) – составная часть рабочего хода, выполняемая с неизменным технологическим режимом обработки. Например, при обработке наружной цилиндрической поверхности на станке с ЧПУ за один рабочий ход можно выделить три технологических хода при снижение величины подачи на входе и выходе инструмента (рис. 1.2). Рис. 1.2. Рабочий и технологический ход Например, при выполнении совокупного последовательного технологического перехода по обработке одним резцом нескольких диаметров и торцов, каждый технологический ход по оси Z (ТХ1, ТХ2, ТХ3) имеет свою скорость и может быть осуществлен с различными значениями подач (рис. 1.3). Рис. 1.3. Рабочий и технологический ход по оси Z 13 В результате предлагается следующая уточненная структура технологического процесса (рис. 1.4) [31]. Рис. 1.4. Структура технологического процесса Предлагаемая уточненная структура технологического процесса позволяет ускорить процесс проектирования технологических процессов, уменьшить вероятность ошибок, в том числе и с применением компьютера. Вид технологического процесса (ТП) определяется количеством разновидностей заготовок охватываемых процессом. Различают следующие виды ТП. 1. Единичный технологический процесс – технологический процесс изготовления или ремонта деталей одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства. Разработка единичных ТП характерна для оригинальных деталей, не имеющих общих конструктивных и технологических признаков с деталями, ранее изготавливаемыми на предприятии. 2. Типовой технологический процесс – технологический процесс изготовления группы деталей с общими конструктивными и технологическими признаками. Типовые ТП служат базой для разработки стандартных ТП. 3. Групповой технологический процесс – технологический процесс изготовления группы деталей с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Групповые ТП разрабатываются только на уровне предприятия. Вновь разрабатываемый ТП должен быть перспективным. 14 Перспективный технологический процесс – технологический процесс, соответствующий современным достижениям науки, техники и технологии, методы и средства осуществления которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии. В основу проектирования ТП положены два принципа: технический и экономический. В соответствии с техническим принципом технологический процесс должен разрабатываться на основе прогрессивных методов обработки с применением новейшего технологического оснащения и полностью обеспечивать требования чертежа. В соответствии с экономическим принципом технологический процесс должен разрабатываться и реализовываться с минимальными затратами. 15 ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Учитывая сложившуюся практику, можно рекомендовать следующие этапы проектирования технологического процесса [32]. 1. Анализ исходных данных. 2. Определение объема выпуска деталей, типа производства. 3. Выбор метода (способа) получения и вида заготовки на основании технико - экономической оценки различных вариантов. 4. Выбор действующего типового, группового или поиск аналога единичного технологического процесса и степени детализации описания технологического процесса. 5. Формирование этапов технологического процесса и этапов обработки детали. 6. Выбор технологических баз. Сравнение и выбор лучшего по точности варианта. 7. Составление вариантов технологического маршрута обработки и требований к средствам технологического оснащения. 8. Разработка технологических операций: – установление рациональной последовательности выполнения переходов; – определение припусков, назначение допусков, расчет промежуточных размеров и размеров заготовки; – выбор и (или) заказ средств технологического оснащения; – расчет режимов обработки; – подготовка операций и разработка управляющих программ; – определение норм времени и количества основного оборудования; – организация работ, уточнение содержания и эффективности операций. 9. Проработка и выбор наиболее эффективного варианта технологического процесса. 10. Оформление технологической документации. Рассмотрим подробнее основные этапы проектирования технологического процесса. 2.1. Анализ исходных данных Исходными данными для разработки технологического процесса являются: - чертеж детали или чертежи группы деталей; - объем выпуска деталей или изделий (куда входит данная деталь); - срок выполнения. 16 Анализ исходных данных включает: а) анализ и нормоконтроль чертежа с точки зрения достаточности требований, необходимых для изготовления детали и правильность его выполнения (простановка размеров, соответствие точности и шероховатости [30] и др.), а также анализ на соответствие требованиям технологичности; б) метрологическую экспертизу; в) анализ производственных условий (если ТП разрабатывается для конкретного предприятия). При анализе чертежа детали разработчик технологии должен понимать служебное назначение данной детали и условия ее работы в изделии, если такая информация имеется и не является секретной. Под деталью понимают необходимое количество выбранного материала, ограниченного рядом элементарных поверхностей, расположенных одни относительно других, исходя из служебного назначения детали в изделии. Элементарные поверхности детали выполняют различные функции, в связи с чем их можно разделить на четыре вида: - исполнительные поверхности, при помощи которых деталь выполняет свое служебное назначение; - основные базирующие поверхности, которые определяют положение данной детали относительно других деталей в изделии; - вспомогательные базирующие поверхности, которые определяют положение всех других деталей присоединяемых к данной детали; - свободные поверхности, которые не сопрягаются с поверхностями других деталей в изделии. Если служебное назначение детали неизвестно, то деталь относят к определенному типу детали: вал, втулка, диск, корпус, рычаг и т. д., а виды поверхностей разделяют по точности обработки на основные и неосновные [22]. Основными поверхностями в данном случае будут являться поверхности, к которым предъявлены более высокие требования по точности и качеству. Определяют вид элементарной поверхности, например, наружная цилиндрическая поверхность (НЦП), внутренняя цилиндрическая поверхность (ВЦП), торцевая поверхность (ТП), наружная резьбовая поверхность (НРП), внутренняя резьбовая поверхность (ВРП), наружная шлицевая поверхность (НШлП) и т.д. Чтобы начать процесс проектирования технологического процесса изготовления детали, необходимо выполнить эскиз детали с нумерацией сторон детали и всех обрабатываемых элементарных поверхностей. Определяется количество элементарных поверхностей, из которых состоит деталь. Полученные данные можно представить в табличной форме (табл. 2.1). 17 Таблица 2.1 Исходные данные № НаимеКоличество элементарных поверхностей Материал Масса дета нование НЦП ВЦП ТП НРП ВРП НШлП ....... …. детали детали ли детали Если необходимо спроектировать типовой или групповой технологический процесс, то рассматривается группа деталей и такие же данные приводятся для всех деталей в группе или для наиболее характерных их представителей (табл. 2.1). Для рассматриваемой группы деталей (при необходимости) формируется комплексная деталь или определяются классификационные признаки для объединения деталей в группу (см. п. 2.4). Рассмотрим, что включает анализ и нормоконтроль чертежа. Нормоконтроль чертежа производится, согласно требованиям ГОСТ 2.111[1], и предусматривает проверку соблюдения требований ЕСКД. Все стандарты, указанные на чертежах, необходимо проверить по указателю стандартов последнего года издания. Если стандарты прекратили срок действия, то необходимо найти им замену или их не использовать. Все отраслевые стандарты (ОСТ) желательно заменить на действующие государственные стандарты (ГОСТ). Для удобства проведения анализа данные по элементарным поверхностям сводятся в табл. 2.2. Таблица 2.2 Анализ элементарных поверхностей деталей № сто- Вид и Коли- Ква- Па- До - До - Дру - СоответстПред роны обозна- чест - литет ра- пуск пуск гие вие рекомен- ложения /№ по- чение во метр фор - рас - показа- дуемым зна- по из менению верхно поверхшер- мы поло- тели чениям сти ности ти, жения мкм При анализе чертежа детали необходимо: 1. Проверить масштабы изображений и соответствие им. Проверить соответствие рекомендуемым масштабам. Масштабы изображений на чертеже должны выбираться из ряда: - уменьшающие – 1:2, 1:2.5, 1:4, 1:5, 1:10 и т.д.; - увеличивающие – 2:1, 2.5:1, 4:1, 5:1, 10:1 и т.д. 18 2. Проверить наличие необходимого количества разрезов и видов. Количество разрезов и видов должно быть таким, чтобы информация чертежа была предельно понятна и достаточна для проектирования технологического процесса изготовления данной детали. 3. Проверить правильность изображения фасок и радиусов Изображение радиусов закруглений и фасок на чертежах деталей должны соответствовать указанным на рис.2.1. Рис. 2.1. Изображения радиусов закруглений и фасок на чертежах ГОСТ 10948 не распространяется на размеры радиусов закруглений (сгиба) гнутых деталей, фасок на резьбах, радиусов проточек для выхода резьбообразующего инструмента, фасок и радиусов закруглений шарикои роликоподшипников и на их сопряжения с валами и корпусами, на технологические межоперационные радиусы. Фаски для цилиндрических поверхностей можно рассчитывать по формуле С = 0,1 D . (2.1) Полученное значение приводится к ряду приведенному в ГОСТ10948. Размеры радиусов и фасок должны соответствовать следующим рядам: • 1-й ряд: 0.1, 0.16, 0.25, 0.4, 0.6, 1, 1.6, 2.5, 4, 6, 10……. • 2-й ряд: 0.1, 0.12, 0.16, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.6, 2, 2.5, 3,4, 5, 6, 8, 10 ……. При выборе размеров радиусов и фасок первый ряд следует предпочитать второму. 19 4. Проверить правильность изображения канавок. Проверить размеры канавок на соответствие ГОСТам. 5. Проверить сопрягаемые номинальные размеры на соответствие рядам предпочтительности. Номинальные размеры поверхностей деталей должны быть выбраны по предпочтительным рядам по ГОСТ 6636 [14], которые были введены для сокращения типоразмеров изделий, деталей и инструмента, который используется для их обработки. Номинальные размеры должны соответствовать следующим предпочтительным рядам: – Ra 5 – ….10, 16, 25, 40, 63, 100….. 5 10 = 1.6; 10 – Ra 10 –….. 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100….. 10 = 1.25; – Ra 20 – …..10, 11, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25 и т. д. ….. 20 10 = 1.12; – Ra 40 – …..10, 10.5, 11, 11.5, 12, и т. д. ….. 40 10 = 1.06. 6. Проверить правильность назначения и обозначения допусков, предельных отклонений и посадок и неуказанных допусков и предельных отклонений на размеры, а также допусков расположения поверхностей. Проверить соответствие, правильность значений (см. табл. П 2.11) и обозначения допусков, предельных отклонений и посадок размеров на чертеже по ГОСТ 25346 [7]. Предпочтительная запись для указания допусков, предельных отклонений и посадок размеров на чертежах – комбинированная. Например, Ø50 f7 ( −−00,,025 050 ) . Неуказанные допуски и предельные отклонения нормируются по ГОСТ 30893.1[12]. Данный ГОСТ предполагает следующие записи общих допусков, например: 1. Общие допуски по ГОСТ 30893.1 – m. 2. ГОСТ 30893.1 – m. 3. Общие допуски по ГОСТ 30893.1 H14; h14; ± t2 . 2 4. Общие допуски по ГОСТ 30893.1 H14; h14; ± IT 14 . 2 5. Общие допуски по ГОСТ 30893.1: + t2; - t2; ± t2 / 2. Предпочтение следует отдавать первым двум вариантам. При выборе класса точности следует учитывать обычную (экономическую) точность для соответствующего производства и функциональные требования к детали (см. табл. 2.3). 20 Таблица 2.3 Выбор класса точности Класс точности Обозначение Квалитет Область применения Точный f(t1) 12 Приборостроение, автостроение Средний m(t2) 14 Машиностроение Грубый с(t3) 16 V(t4) 17 Очень грубый Для крупногабаритных изделий Значения неуказанных допусков и предельные отклонения приведены в табл. П1.1, приложение 1. Допуски формы и расположения, не указанные индивидуально, нормируются по ГОСТ 30893.2 [13], который предполагает следующие записи, например: 1. Общие допуски формы и расположения ГОСТ 30893.2 – К. 2. ГОСТ 30893.2 – К. 3. Общие допуски по ГОСТ 30893.2 – mК. 4. ГОСТ 30893.2 – m К. Последние две записи совмещают допуски размеров, формы и расположения. Значения общих допусков формы и расположения установлены по трем классам точности: H – точный, K – средний, L – грубый. Выбор класса точности осуществляется с учетом функциональных требований к детали и возможностей производства. Проверить правильность нормирования и наличие для ответственных поверхностей допусков расположения. Допуск на расположение к поверхностям деталей должен нормироваться исходя из требований к расположению исполнительных поверхностей изделия или сборочной единицы. Например, для более обоснованной проверки требований к расположению поверхностей в деталях, не имеющих вращательного движения, исходя из требований к расположению исполнительных поверхностей сборочной единицы, можно применить методику, приведенную в работах В.М. Третьякова. В рамках указанной методики конструкции деталей и сборочных единиц представлены в виде геометрических моделей, включающих в себя совокупность геометрических элементов. Рассмотрим формирование требований расположения к деталям на примере сборочной единицы (рис. 2.2). 21 Рис. 2.2. Технические требования и формирование требований к деталям К исполнительным поверхностям сборочной единицы предъявлены следующие требования расположения: – необходимо обеспечить соосность осей внутренних отверстий 7 и 14 сопрягаемых деталей; – необходимо обеспечить параллельность верхней и нижней торцевых поверхностей, т. е. 4 и 8. Исходя из требований к исполнительным поверхностям сборочной единицы, необходимо назначить конкретные требования к расположению элементарных поверхностей деталей, которые должны быть выдержаны при их изготовлении (рис. 2.3). Для детали «а» необходимо выдержать при обработке: – требования параллельности торцевых поверхностей 1 и 4; – требования перпендикулярности стороны 4 к наружной цилиндрической поверхности 3; – перпендикулярность поверхности 3 к стороне 1; – требования к соосности наружной цилиндрической поверхности 3 относительно внутренней цилиндрической поверхности 7; – требования к соосности внутренней цилиндрической поверхности 7 относительно оси 1. 22 а) б) Рис.2.3. Сборочные единицы и формирование допусков расположения к ним Для детали «б» необходимо выдержать: – требования параллельности внутренней торцевой поверхности 13 и наружной торцевой поверхности 8; – требования перпендикулярности наружной цилиндрической поверхности 9 к торцевой поверхности 8; – требования перпендикулярности внутренней цилиндрической поверхности 12 к торцевой поверхности 13; – требования к соосности поверхностей: внутренней цилиндрической поверхности 12 и внутренней цилиндрической поверхности 14 относительно оси 2. Применение данной методики позволяет более объективно назначать и проверять требования к взаимному расположению поверхностей деталей исходя из эксплуатационных требований к изделию или сборочной единицы, а допуски на данные требования – исходя из допусков на технические требования к изделию. Для деталей, имеющих вращательное движение (валы, зубчатые колеса и т.д.), задаются допуски радиального или торцевого биениия. В большинстве случаев численные значения допусков расположения определяются методом подобия (табл. 2.4), расчетные методы используются только в отдельных случаях. 23 Таблица 2.4 Примеры назначения допусков ориентации (расположения) Квалитет размера Степень точности 3-4 1-2 4-5 3-4 6-7 5-6 6-8 7 9 - 10 8 11 - 13 9 - 10 Область применения Высокоточные детали прецизионных станков, приборов и др. Ответственные детали повышенной точности приспособлений, станков, измерительных приборов, гидравлической аппаратуры и др. Точные машиностроительные детали. Посадочные поверхности под зубчатые колеса с 5 – 6 степенью точности, базовые торцы зубчатых колес, торцы подшипников 5,4,2 классов и заплечики валов при высоких скоростях, корпусов под подшипники и др. Машиностроительные детали нормальной точности, посадочные поверхности под зубчатые колеса с 7 – 8 степенью точности, торцы подшипников 6,0 классов и заплечики валов при средних скоростях, корпусов под подшипники и др. Детали пониженной точности, нежесткой конструкции. Детали сельскохозяйственных машин, подъёмно транспортных машин при малых скоростях вращения и др. На чертежах задаются допуски расположения точнее 10-й, а степени с 10-й по 16-ю относятся к неуказанным допускам расположения. Численные значения должны соответствовать ГОСТ 24643 (см. табл. П 1.2, П1.3). Контролепригодность допусков расположения можно определить по формуле (0.2 – 0.3 ) ·Тр > Т баз ·L /L баз , (2.2) где Тр - заданный чертежом допуск расположения, мкм; Т баз - допуск заданной поверхности, мкм; L - длина контролируемой поверхности, мм; L баз - длина базовой поверхности, мм. Если неравенство нарушено, то данный допуск является неконтролируемым. В данном случае необходимо увеличить заданный чертежом допуск расположения, или уменьшить допуск размера базовой поверхности. 7. Проверить правильность обозначения и значения параметров шероховатости и допусков формы. Проверить обозначение и принятые значения шероховатости. Обозначение шероховатости должно соответствовать ГОСТ 2.309 [3], а значения параметров шероховатости должны нормироваться в соответствии с ГОСТ 2789 [8] и рекомендациями [30]. 24 Значение высотной характеристики шероховатости, если нормирование производилось в зависимости от допуска размера Т или допуска формы Т ф и относительной геометрической точности должны соответствовать значениям табл. 2.5. При грубой относительной геометрической точности по табл. 2.6. Таблица 2.5 Определение значений параметров Ra и Rz в зависимости от допуска и относительной геометрической точности поверхности Цилиндрические поверхноПлоскости сти Допуски геометрии Относительная геометрическая точность Допуски цилиндричности круглости, профиля продольного сечения Параметры шероховатости, мкм Допуски прямолинейности, плоскостности, параллельности Rz Ra Нормальная 30%Т 60%Т ≤0,2T ≤0,05Т Повышенная 20%Т 40%Т ≤0,1T ≤0,025Т Высокая 12%Т 25%Т ≤0,05T <0,0125Т Особо высокая Менее 12%Т Менее 25%Т ≤0,06Tф ≤0,015Тф Таблица 2.6 Значения параметра Ra при грубой относительной геометрической точности в зависимости от квалитета и диаметра Ra, мкм Квалитеты Номинальные размеры в мм. До 18 18…50 50…120 120…500 1 2 3 4 5 5 0,32-0,16 0,63-0,32 1,25-0,63 1,25-0,63 6 0,63-0,32 1,25-0,63 1,25-0,63 1,25-0,63 7-8 1,25-0,63 2,5-1,25 2,5-1,25 2,5-1,25 9-10 2,5-1,25 5-2,5 5-2,5 5-2,5 11 5-2,5 5-2,5 10-5 10-5 25 Окончание табл. 2.6 1 2 3 4 5 12…13 10-5 10-5 20-10 20-10 14…15 10-5 20-10 40-20 40-20 16…17 20-10 40-20 80-40 80-40 Допуска формы должны нормироваться исходя из принятой при проектировании относительной геометрической точности поверхности в соответствии с ее служебным назначением (табл. 2.7). В соответствии с данными справочников [15, 34] может быть установлено пять видов относительной геометрической точности: грубая, нормальная (А), повышенная (В), высокая (С) и особо высокая. Примеры применения различных видов относительной геометрической точности для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств поверхности приведены в табл. 2.7. Для деталей значительной длины (L /2d > 1) допуски формы должны быть назначены еще и с учетом коэффициента жесткости Кж = L /2d , путем умножения принятого значения на значение Кж. Значения допусков формы должны быть установлены в соответствии с принятой степенью точности от 1 до 16 по ГОСТ 24643 (см. табл. П1.2 и П1.3). 8. Проверить правильность вида центровых отверстий и их обозначений. Центровые отверстия служат для направления инструмента (сверл), а также являются базой для выполнения различных операций в деталях типа «тел вращения» табл. 2.8. Виды центровых отверстий приведены в ГОСТ 14034-74 «Отверстия центровые». Обозначение центровых отверстий на чертежах: «Отв. центр. С8 ГОСТ 14034-74» или «Отв. центр. R1 ГОСТ 14034-74». При необходимости можно предложить изменить вид центрового отверстия, например, предложить заменить вид А на вид R, при обработке детали с поверхностями повышенной точности. 9. Проверить правильность указания и полноту технических требований. Технические требования на чертеже излагают, группируя вместе однородные и близкие по своему характеру требования, в определенной последовательности: а) требования, предъявляемые к материалу заготовки, к термической обработке и свойствам материала готовой детали (электрические, магнитные, твердость, влажность и т. д.), указание материалов - заменителей; 26 б) размеры, предельные отклонения размеров, формы и взаимного расположения поверхностей, массы и т.п.; в) требования к качеству поверхностей, указания об их отделке, покрытии; г) условия и методы испытаний; д) указания о маркировании и клеймении; е) правила транспортирования и хранения; ж) особые условия эксплуатации; з) ссылки на другие документы, содержащие технические требования, распространяющиеся на данную деталь, но не приведенные на чертеже. Таблица 2. 7 Применение различных видов относительной геометрической точности Относительная геометрическя точность Среднее соотношение допусков формы и размера Цилиндрические, % 1 Грубая Нормальная (А) Примеры применения Плоскости, % 2 3 Отклонение формы допускается в пределах поля допуска размера Для несопряжённых поверхностей; поверхностей в соединениях с зазором, если зазор предназначен только для обеспечения собираемости; поверхностей в соединениях с натягом к которым не предъявляется особых требований по прочности и которые не подвергаются повторным сборкам или тяжёлым нагрузкам; поверхностей в соединениях с переходными посадками к которым не предъявляют требований по точности центрирования 30%Т 60%Т Поверхности в подвижных соединениях при небольших скоростях относительных перемещений и нагрузках, если не предъявляются особые требования к плавности хода или минимальному трению; поверхности в соединениях с натягом или с переходными посадками при необходимости разборки и повторных сборках и повышенных требований к стабильности натяга и точности центрирования 27 Окончание табл. 2.7 1 Повышенная (В) Высокая (С) Особо высокая 2 20%Т 12%Т Менее 12%Т 3 40%Т Поверхности в подвижных соединениях при средних скоростях относительных перемещений и нагрузках, при повышенных требованиях к плавности хода и герметичности уплотнений. Поверхности в соединениях с натягом или с переходными посадками при повышенных требованиях к точности и прочности в условиях больших скоростей и нагрузок, ударов, вибраций 25%Т Поверхности в подвижных соединениях при высоких скоростях и нагрузках, высоких требований к плавности хода, снижению трения, герметичности уплотнения. Поверхности в соединениях с натягом или с переходными посадками при высоких требованиях к точности и прочности в условиях воздействия больших скоростей и нагрузок, ударов, вибраций 25%Т Поверхности, к которым предъявляются особо высокие требования по обеспечению кинематической точности, плотности и герметичности при больших давлениях, минимального трения, бесшумности, максимальной долговечности при тяжёлых режимах работы Пункты технических требований должны иметь сквозную нумерацию. Каждый пункт технических требований записывают с новой строки. Текстовую часть, располагают над основной надписью. Между текстовой частью и основной надписью не допускается размещать изображения, таблицы и т.д. Заголовок «Технические требования» не пишут. 10. Проверить правильность простановки линейных размеров. При проверке правильности простановки линейных размеров необходимо учитывать следующие правила. 1. Количество линейных размеров на чертеже должно быть равно количеству торцевых поверхностей минус один. 2. Цепь линейных размеров на чертеже детали не должна быть замкнутой. Система линейных размеров на чертеже детали представляет технологическую размерную цепь. Составляющие размеры этой цепи получают на технологических переходах или операциях. В качестве замыкающего размера выбирают наименее ответственный размер детали, который на чертеже не проставляют. 28 Таблица 2.8 Виды центровых отверстий Вид Эскиз Применение А Для однократного использования и когда в готовых изделиях не используются B При многократном использовании и когда сохраняются в готовых изделиях Т Для оправок и калибров пробок С Применяются для крупных валов Е R Когда требуется повышенная точность обработки F Для транспортировки, хранения и термообработки деталей в вертикальном положении H 29 В этом размере накапливаются погрешности составляющих размеров, которые возникают при изготовлении детали. Если замыкающим звеном является габаритный размер, то его на чертеже указывают в качестве справочного « * » (рис. 2.4). Справочные размеры при изготовлении не контролируются. Например, для изображенной на указанном рисунке детали типа «втулка», которая имеет четыре торцовых поверхности, приведены возможные варианты простановки линейных размеров, из которых необходимо выбрать один правильный вариант. Рис. 2.4. Варианты простановки линейных размеров 3. На чертеже должны обязательно проставляться линейные размеры детали, входящие в сборочные размерные цепи. Этим обеспечивается получение кратчайших сборочных цепей изделия. Например, если для детали, приведенной на рис. 2.5, размер В1 входит в сборочную размерную цепь, то рекомендуется использовать вариант б. 4. Простановка линейных размеров должна быть такой, чтобы при изготовлении детали наиболее точные её размеры имели наименьшие накопленные погрешности. Для этого используют цепной, координатный, и комбинированный методы простановки линейных размеров. Цепной метод. Размеры проставляются последовательно – цепью (рис. 2.6). При такой простановке линейных размеров погрешность, получаемая по каждому размеру А, не зависит от погрешностей других составляющих размеров. Поэтому метод применяют в тех случаях, когда требуется получить точные размеры участков между отверстиями, уступами в ступенчатых деталях и т.д., а также при разработке управляющих программ для расчета координат опорных точек с использованием относительной системы отсчета (G 91). 30 Точность замыкающих размеров В определяется суммированием погрешностей составляющих звеньев входящих в соответствующие технологические размерные цепи. Например: W В 1 = WА1 + WА2; W В 2 = WА1 + WА2 + WА3 и т.д. а) б) Рис. 2.5. Пример простановки линейных размеров: а - не рекомендуется; б – рекомендуется а) б) Рис. 2.6. Цепной метод простановки линейных размеров: а – для отверстий; б – для торцев вала Координатный метод. Размеры проставляются от одной базы (рис. 2.7). При такой простановке линейных размеров точность размеров А не зависит от погрешностей других размеров. Поэтому метод используют в тех случаях, когда необходимо точно расположить элементы детали относительно одной поверхности (базы), а также при разработке управляющих программ для расчета координат опорных точек с использованием абсолютной системы отсчета (G 90). 31 а) б) Рис. 2.7. Координатный метод простановки линейных размеров: а - для отверстий; б - для торцов вала В данном случае замыкающими звеньями В являются размеры между ступенями, и их точность определяется суммированием погрешностей составляющих звеньев, входящих в соответствующие технологические размерные цепи. Например: WВ 1 = W А1 + WА2, WВ 2 = WА2 + WА3 и т.д. Комбинированный метод. Простановка линейных размеров представляет сочетание цепного и координатного методов (рис. 2.8). Метод используют для уменьшения погрешностей наиболее ответственных линейных размеров деталей. Рис. 2.8. Комбинированный метод простановки линейных размеров 5. При простановке линейных размеров необходимо учитывать тип производства и соответственно технологию обработки детали на конкретном оборудовании. 32 Например, вал обрабатывается в мелкосерийном производстве на универсальном токарном станке из отрезанного прутка за два установа А и Б (рис. 2.9). а) б) Рис. 2.9. Эскизы обработки детали вал: а - операция 005, токарная, установ А; б - установ Б С учетом технологии обработки размеры должны быть проставлены следующим образом (рис. 2.10). Рис. 2.10. Эскиз детали вал с простановкой линейных размеров Например, такой же вал обрабатывается в среднесерийном производстве. Технологический процесс состоит из трех операций (рис. 2.11). С учетом приведенной технологии линейные размеры на детали должны быть проставлены следующим образом (рис. 2.12). 33 а) б) в) Рис. 2.11. Эскизы обработки детали вал: а - операция 005, фрезерно-центровальная, установ А; б - операция 010, токарная с ЧПУ, установ А; в - операция 015, токарная с ЧПУ, установ А Рис. 2.12. Эскиз детали вал с простановкой линейных размеров 34 6. Система линейных размеров, необрабатываемых и обрабатываемых поверхностей детали, должна быть связана только одним размером по каждой из координатных осей. При этом связывать размером поверхности детали, обрабатываемые и необрабатываемые, допускается только в том случае, когда необрабатываемая поверхность являлась базой для обработки на первой операции. Например, у детали обрабатываются верхняя и нижняя плоскости, остальные поверхности не обрабатываются. В качестве базы на первой операции была использована поверхность 1 (рис. 2.13). а) б) Рис. 2.13. Варианты простановки линейных размеров: а - неправильный; б – правильный Вариант б правильный, так как в нем один размер А1 связывает системы обрабатываемых и необрабатываемых поверхностей. В варианте а таких размеров два. 7. Окончательная простановка линейных размеров предполагает увязку на чертеже систем размеров конструкторских и технологических. Технологичность конструкции детали может оцениваться качественно и количественно [15]. Качественная оценка характеризует технологичность конструкции детали в первую очередь с точки зрения удобства, доступности обработки и базирования при обработке и выражается рекомендациями типа: «хорошо - плохо», «рекомендуется - не рекомендуется», «лучше - хуже», «технологично-нетехнологично» и т.п. Предлагаются варианты конструктивных изменений нетехнологичных элементов и дается их обоснование. С учетом принятых изменений и сделанных исправлений в конструкции детали приводится новый исправленный чертеж детали. 35 Количественная оценка конструкции детали основана на расчетных методах, посредством которых определяются соответствующие значения показателей. Для количественной оценки технологичности конструкции могут рассчитываться: прогнозируемая трудоемкость обработки детали, коэффициенты унификации и стандартизации, коэффициент использования материала и другие коэффициенты, подтверждающие улучшение технологичности конструкции. Расчет прогнозируемой трудоемкости обработки детали может быть произведен с учетом изменений точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей по формуле Ттр.п = Т тр Кк К ш , (2.3) где Т тр - трудоемкость обработки детали до предложенных изменений или трудоемкость изготовления детали аналога; Кк – коэффициент учитывающий изменения по точности (квалитетам) элементарных поверхностей; Кш - коэффициент учитывающий изменения по шероховатости элементарных поверхностей. Значения коэффициентов Кк и К ш определяют по средним величинам квалитета точности и шероховатости элементарных поверхностей детали. Средняя величина квалитета точности определяется ∑ К i ni , К ср = (2.4) m где К i - квалитет точности размера; ni – количество поверхностей соответствующего квалитета; m – количество элементарных поверхностей детали. Средняя величина шероховатости определяется Raср = ∑ Ra n i m i , (2.5) где Rai - шероховатость поверхности, мкм; ni – количество поверхностей имеющих соответствующую шероховатость; m – количество элементарных поверхностей детали. После вычисления значений Кср и Raср определяются значения коэффициентов Кк и К ш по табл. 2.9 и и табл. 2.10 соответственно [15]. Таблица 2.9 Значения коэффициента Кк Квалитет Кср Кк 6 7 8 -9 10 -11 12 13 14 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.75 36 Таблица 2.10 Значения коэффициента К ш Ra срмкм Кш 20 10 5 2.5 1.25 0.63 0.9 0.95 1.0 1.1 1.2 1.4 Значения коэффициентов унификации Кун и стандартизации Кст определяются по зависимостям (2.6) Кун = Qун / m, Кст = Qст / m, (2.7) где Qун и Qст – количество, соответственно, унифицированных стандартных поверхностей; m – количество элементарных поверхностей детали. Данные коэффициенты сравниваются с базовыми значениями аналогичных коэффициентов, которые рассчитываются до внесения изменений в чертеж. Коэффициент использования материала может быть определен после выбора метода или способа получения заготовки и формирования конфигурации заготовки. Рассчитывается для каждого из принятых вариантов по формуле Ким = mд / mз (2.8) где mд - масса детали, кг; mз - масса заготовки, кг. После отработки конструкции на технологичность выполняется метрологическая экспертиза (МЭ), по РМГ 63. Цель метрологической экспертизы – определить, что проверять и чем проверять. Поверхности детали должна быть пригодны для контроля и доступны для подвода к ним средств измерения, а проверка заданных норм точности должна быть обеспечена соответствующими средствами измерения (СИ). Необходимо оценить правильность выбора измерительных баз, целесообразность и правильность использования допусков расположения, правильность обозначения единиц измерения. Результаты метрологической экспертизы и соответствующие предложения могут быть представлены в табличной форме (табл. 2. 11). Результаты метрологической экспертизы ЭлементарКонтролируемые ная поверхпараметры ность или БазоПредлагаеповерхности вый мые вариизменения ант Измерительная база (базы) БазоПредлагаевый мые вариизменения ант Таблица 2.11 Средства измерения Базовый вариант Предлагаемые изменения Для вновь разрабатываемого технологического процесса составляется табл. 2.11 без столбцов «Базовый вариант» и «Предлагаемые изменения». 37 Если технологический процесс разрабатывается для действующего производства, то производится анализ производственных условий который предполагает: - анализ действующих технологических процессов; - анализ наличия технологического оборудования и оснастки на данном предприятии; - анализ методов и способов получения заготовок, используемых на предприятии и др. Для осуществления анализа действующего технологического процесса он приводится в табличной форме, например (табл. 2.12). Таблица 2.12 Маршрутная карта Наименование детали Чертеж № Вид заготовки Материал № Наименование и краткое операции содержание операции 005 Токарная А; I; 1, 2, 3 Б; I; 4, 5, 6 Базы (номера (поверхности) 7, 4 2, 1 Тип оборудования Токарный станок с ЧПУ 16К20Ф3 В табл. 2.12 после указания установа и позиции необходимо проставлять номера обрабатываемых поверхностей. Дается анализ и оценка рациональности применения оборудования и технологической оснастки в соответствии с заданным объемом выпуска и принятым типом производства. Также необходимо сравнить заданный такт выпуска со средней нормой времени по операциям действующего технологического процесса для принятия обоснованных решений. По приведенному технологическому маршруту и операционным картам выявляются планы обработки, которые включают вид и метод обработки основных элементарных поверхностей детали. Для анализа планов обработки данные приводятся в табличной форме (табл. 2.13). Анализируется достаточность количества видов обработки в планах обработки и оценивается рациональность, методов и количество видов обработки для каждой элементарной поверхности. В результате анализа делаются выводы и формулируются рекомендации по совершенствованию действующего технологического процесса. Эти рекомендации принимаются за основу при разработке нового технологического процесса. Если изделий или деталей несколько, то необходи38 мо составить матрицу заводских маршрутных технологических процессов (табл. 2.14). Таблица 2.13 Анализ планов обработки элементарных поверхностей № стороны детали /№ повти КолиВид и чество обозна поКва чение верх- литет поверхносности тей Параметр шерти, мкм До – До - пуск пуск рас – фор - поломы жения План обработки Дру гие пока затели вид обработки метод обработки Таблица 2.14 Матрица базовых технологических маршрутов № операции Наименование операции № и наименование детали 1 2 3 4 5 ……… 15 В результате анализа матрицы маршрутных технологических процессов делается заключение о виде действующего процесса (типовой, групповой полный или частичный) и возможности объединения данных деталей в группу для разработки нового технологического процесса (типового, группового). Если базовый процесс отсутствует, то анализ его не выполняется. Если технологический процесс разрабатывается для вновь создаваемых производств, то проектант не связан рамками производственных условий (оборудование, оснастка и т.д.) и должен проектировать перспективный технологический процесс с выбором наиболее прогрессивного оснащения. 2.2. Определение объема выпуска деталей и типа производства Объём выпуска – количество деталей определённого наименования, типоразмера и исполнения, изготавливаемых в течение планируемого периода времени. На стадии проектирования технологического процесса объем выпуска для детали определяется по формуле Nдет = Nизд · a · (1 + б / 100) · (1 + в / 100) , (2.9) где Nизд – количество изделий, куда входит данная деталь (определяется заказчиком, производителем и др.); 39 а – количество данных деталей в изделии; б – процент запасных частей; в – процент технологических потерь. Тип производства может определяться по рассчитанному объему выпуска и массе детали по табл. 2.15. Таблица 2.15 Определение типа производства по массе и объему выпуска Масса детали, кг < 1,0 Тип производства СреднеКрупносерийное серийное Еди нич ное < 10 Мелкосерийное Массовое 10 - 2000 2000 - 75000 75000 - 200000 > 200000 1,0 -2,5 < 10 10 - 1000 1000 - 50000 50000 - 100000 > 100000 2,5 -5,0 < 10 10 - 500 500 - 35000 35000 - 75000 > 75000 5,0 - 10 < 10 10 - 300 300 - 25000 25000 - 50000 > 50000 > 10 < 10 10 - 200 200 - 10000 10000 - 25000 > 25000 При проектировании типовых и групповых технологических процессов, а также для определения производственной программы участка, рассчитывается производственная программа выпуска деталей, которая приводится в виде ведомости (табл. 2.16). Производственная программа - установленный для данного предприятия (подразделения) перечень изготавливаемых деталей (изделий) с указанием объёма выпуска по каждому наименованию на планируемый период времени. Таблица 2.16 Ведомость деталей (сборочных единиц, изделий) № Наименование детали 1 Корпус А 2 Корпус Б Объем выпуска изделий (куда входит данная деталь) Количество данных деталей в изделии Объем выпуска деталей … ………. n Корпус n Всего ∑ Nдетi 40 Определяется режим работы подразделения (цеха, участка, отделения), если он неизвестен: • число рабочих дней в неделе; • число рабочих дней в году; • количество рабочих смен (в соответствии с типом производства, в дальнейших расчетах количество смен может корректироваться); • продолжительность рабочей смены. Определяются годовые фонды времени работы оборудования с учетом режима работы подразделения: номинальный (Ф н. об) и эффективный (Фэ.об). Определяется такт выпуска деталей (сборочных единиц или изделий) с учетом общего объема выпуска деталей всех наименований (I): I τв = Ф э. об · 60 / ∑ Nдет i . (2.10) i =1 Для серийных типов производства определяется партия запуска данной детали: Nп = Nдет i / 12·а, (2.11) где а – количество запусков в месяц. 2.3. Выбор метода (способа) получения заготовки на основании технико-экономической оценки различных вариантов 2.3.1. Последовательность выбора вида и метода получения заготовки Выбор метода (способа) получения заготовки должен сопровождаться сравнением с одним из сопоставимых вариантов в следующей последовательности. 1. Выбирают сопоставимые методы (способы) и выполняют эскиз заготовки, отражающий ее конфигурацию. 2. Устанавливают количество видов обработки на элементарные поверхности с учетом точности получения заготовки. 3. Назначают припуски на обрабатываемые поверхности, согласно выбранному методу (способу) получения заготовки и установленного количества видов обработки. 4. Определяют расчетные размеры на каждую поверхность вида заготовки и ее объем (Vзаг). Объем заготовки рассчитывают по плюсовым допускам. 5. Производят расчет массы заготовки Мзаг = Vзаг · ρм, (2.12) 2 где Vзаг – объем заготовки; ρм – плотность материала кг/см . 41 6. Определяют норму расхода материала (Мз.п.) с учетом неизбежных технологических потерь (П). Технологические потери от чистой массы заготовки составляют примерно: для отливок 15 - 20%; для свободной ковки 15 - 40%; объемной горячей штамповки 10%; проката - 15%. Мз..п = Мзаг · (100 + П) / 100. (2.13) 7. Определяют стоимость изготовления заготовки (С заг.). При определении стоимости заготовки необходимо учитывать размер партии, сложность конфигурации, точность и др. (см. формулу для расчета (2.15)). 8. Определяют затраты на изготовление заготовки и ее последующую обработку. Окончательное решение о выборе метода (способа) получения заготовки принимается на основании затрат, состоящих из суммы затрат на процесс получение заготовки и затрат на процесс последующей обработки заготовки (Собр): С = Сзаг + Собр. (2.14) 9. Выбирают окончательный вариант способа получения заготовки. 10. Дают обоснование, которое показывает, какими преимуществами обладает предлагаемый метод (способ) получения заготовки. 2.3.2. Выбор сопоставимых методов получения заготовки Для получения заготовок используют методы: - резки, рубки и вырубки; - пластического деформирования; - литья; - сварки, пайки и склеивания; - порошковой металлургии; - выращивания с применением нанотехнологий; - комбинированные. Каждый метод содержит большое число способов изготовления заготовок. Для определения вида заготовки и способа ее изготовления для конкретной детали можно воспользоваться упрощенной методикой, основанной на определении совокупности показателей [34, 39], к числу которых относятся: - материал детали; - конструктивная форма детали; - серийность производства; - масса заготовки. 42 Каждому из перечисленных показателей присвоены коды, которые приведены в табл. 2.17 – табл. 2.23 [35]. Таблица 2.17 Классификация материалов по группам Вид материала Код группы Стали углеродистые 1 Чугуны 2 Литейные сплавы 3 Высоколегированные стали и сплавы 4 Низкоуглеродистые стали 5 Легированные стали 6 Прокатанные материалы 7 Таблица 2.18 Коды конструктивных форм детали Основные признаки детали Код Валы гладкие круглого или квадратного сечения 1 Валы круглого сечения с одним уступом или фланцем, с буртом или выемкой без центрального отверстия 2 Детали с цилиндрической, конической, криволинейной и комбинированными формами поверхностей без центрального отверстия и с отверстием, длиной L≤0,5D 3 То же, 0,5 D2D 5 Детали с цилиндрической, конической, криволинейными поверхностями, с гладкой или ступенчатой наружной поверхностью, со сквозным или глухим, гладким или ступенчатым отверстием 6 Детали круглые в плане, имеющие гладкую или ступенчатую наружную цилиндрическую поверхность, с одно- или двусторонними уступами и ступицами, с центральным отверстием или без него, длиной 0,5D0 1. Примером может служить термическая обработка детали, улучшающая свойства материала, но ухудшающая ее геометрическую точность. В некоторых случаях это и несоблюдение этапов обработки, состояние оборудования в данный момент времени, жесткость конкретной наладки и др. Поэтому значения передаточных отношений могут быть получены путем проведения исследований для конкретных производственных условий. Формирование этапов обработки можно представлять в табличной форме (например, табл. 2.44). 77 Таблица 2.44 Формирование этапов обработки Этапы Содержание этапа обработки обработки Сторона детали 1 2 3 4 …. После составления таблицы и ее анализа могут производиться обоснованные изменения (перемещение некоторых видов обработки в другие этапы, объединение этапов, изменение количества видов обработки элементарных поверхностей внутри этапов и др.). Изменения, могут вноситься и после выполнения последующих пунктов. Примеры формирования этапов обработки для конкретных деталей приведены в гл. 3. 2.6. Выбор технологических баз. Сравнение и выбор лучшего по точности варианта В зависимости от степени обработки технологические базы могут быть черновыми и чистовыми [38]. Черновые технологические базы используются при первой установке заготовки, когда у заготовки нет обработанных поверхностей. Чистовые технологические базы – базы, которые прошли обработку с той или иной степенью точности. Рекомендации при назначении черновых технологических баз. 1. Если у заготовки имеются поверхности, которые остаются необработанными в готовой детали, то в качестве черновых баз рекомендуется использовать данные поверхности. Этим обеспечивается наименьшее смещение данных поверхностей, относительно других обработанных поверхностей. 2. Если у заготовки обрабатываются все поверхности, то в качестве черновых баз следует использовать поверхности наиболее точные и ровные. Не следует использовать поверхности, где имеются прибыли, литники, швы. 3. Черновые базы после обработки первых поверхностей должны быть заменены чистовыми, т.е. вторичная установка на черновые базы недопустима. Рекомендации при назначении чистовых технологических баз. 1. Следует использовать принцип единства баз, т.е. технологические базы должны совпадать с измерительными и конструкторскими базами. 78 2. Следует соблюдать принцип постоянства баз, т.е. в качестве баз использовать одни и те же поверхности. Для соблюдения этого принципа в деталях предусматривают иногда поверхности, которые не имеют служебного назначения. Например, центровые отверстия, выступы, точные отверстия и др.. 3. Для достижения требуемой точности поверхностей детали наиболее коротким путем в качестве технологических баз для выполнения большинства операций или переходов следует выбирать поверхности, от которых заданы расстояния и положения большинства других поверхностей. 4. В первую очередь необходимо выбирать технологические базы для обеспечения точности относительного положения поверхностей, так как это более сложная задача, чем обеспечение точности линейных размеров. 5. Необходимо обеспечить такую схему установки, при которой погрешности по выдерживаемым на данной операции размерам были бы равны нулю. Если обеспечить это не удается, то схема установки считается приемлемой при условии, что допуск по каждому выдерживаемому размеру: T ≥ ∑ωу + ∑ωтс , (2.21) где ∑ωу – суммарная погрешность установки; ∑ωтс – суммарная погрешность технологической системы. Анализ вариантов и выбор баз могут производиться с применением различных методов: с помощью теории графов, матриц связей и др. [16, 17, 20, 36, 38]. После анализа выбирается наилучший по точности вариант схемы установки и комплект технологических баз для обработки заготовки на первой и последующих операциях, или на первом и последующих установах. 2.7. Составление вариантов технологического маршрута обработки и требований к оборудованию Технологический маршрут обработки заготовки устанавливает последовательность выполнения технологических операций. Операция технологического процесса – это часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Операция обработки заготовки – это часть технологического процесса направленная на изменение формы, размеров и (или) параметров качества поверхностей заготовки. Операция обработки может включать один этап обработки (например, черновой), который будет состоять из одних видов (переходов) обработки (например, черновых), то есть одноэтапная операция. Или может включать несколько этапов обработки (например, черновой, получисто79 вой, чистовой) и состоять из различного сочетания видов (переходов) обработки, то есть многоэтапная (комбинированная) операция. Составление маршрута задача многовариантная. Определение последовательности операций и оптимизация решений могут производиться различными методами проектирования (последовательного уточнения, типовых решений, применением теории графов, матриц связей, сетей Петри и др.). Выбор последовательности и различного сочетания видов технологических переходов в позиции, позиций в установе, установов в операции может привести к появлению нескольких вариантов маршрута обработки на разных типах станков. При составлении маршрута рекомендуется учитывать следующие положения. 1. Составление маршрута должно вестись с учетом принципов концентрации или дифференциации операций. Принцип дифференциации предполагает построение маршрута из необходимого количества простых операций (токарная, фрезерная и т.п.). Принцип концентрации предполагает построение маршрута из одной или небольшого количества комбинированных операций (включающих сочетание различных методов обработки). Принцип концентрации более предпочтителен, так как позволяет сократить цикл изготовления детали, повысить производительность, точность обработки и др. 2. Построение маршрута обработки определяется конструктивными и технологическими особенностями конкретной детали. 3. На первой операции или установе обрабатываются технологические базы, которые используются впоследствии для обработки большинства поверхностей детали. 4. Операции (переходы) обработки поверхностей, которые имеют второстепенное значение, а также легко повреждаемые поверхности (например, резьбовые), как правило, желательно выполнять в конце технологического процесса до операций (переходов) окончательной обработки основных (точных) поверхностей. 5. Если деталь должна быть подвергнута операциям по изменению свойств (старение, термическая обработка и др.) материала, то построение маршрута осуществляется с учетом этих операций. 6. Составление маршрута и формирование требований к оборудованию, и его выбор, должны вестись с учетом типа производства и соответственно с использованием наиболее эффективных структурных схем обработки [32]. Структурная схема обработки определяется: 80 • количеством заготовок, одновременно устанавливаемых в приспособлении или на станке, т.е. одно - или многоместная обработка; • количеством инструментов, используемых при выполнении операции, т.е. одно - или многоинструментальная обработка; • последовательностью работы инструментов при выполнении операции, т.е. последовательная или параллельная обработка. От выбранной структурной схемы обработки зависит производительность обработки, например: а) одноместная последовательная обработка одним или нескольким сменяемыми инструментами. Основное время на выполнение операции, определяется по формуле Tо = ∑Tоi, (2.22) где Тоi – основное время выполнения технологического перехода; б) одноместная параллельная обработка набором инструментов, фасонным или комбинированным инструментом. Основное время на выполнение операции определяется по формуле Tо = Tо lim , (2.23) где Тo lim – основное время лимитирующего перехода; в) многоместная параллельная многоинструментальная обработка. Основное время на выполнение операции определяется по формуле Tо = To lim / z , (2.24) где z – число деталей, одновременно обрабатываемых на станке. Из приведенных формул видно, что последний вариант структурной схемы обработки является самым производительным. Поэтому в массовом и крупносерийном (иногда в среднесерийном) производстве применяются многоместные, параллельные, многоинструментальные структурные схемы обработки. В единичном, мелкосерийном, среднесерийном производствах применяются одноместные, последовательные, многоинструментальные структурные схемы обработки. В результате выбранных соответствующих данному типу производства структурных схем обработки, формируются операции и требования к оборудованию, на основании которых производится его выбор, заказ или проектирование. Выбор оборудования помимо других факторов зависит в первую очередь от его технологических возможностей, которые определяются: 81 - видом заготовок и поверхностей, которые на нем могут быть обработаны; - методами обработки, которые на нем могут быть реализованы; - структурной схемой обработки, которая на нем может быть реализована; - точностью обработки поверхностей; - размерами рабочего пространства; - степенью автоматизации; - произвольностью и др. Одними из основных тенденций при обработке деталей, которые повлияли на развитие современных конструкций обрабатывающих станков, являются: - стремление к высокой степени концентрации различных технологических операций на одном обрабатывающем станке (обрабатывающем центре, многооперационном, многоцелевом станке); - стремление обработать деталь полностью за минимальное количество установ на одном станке. Выбор оборудования зависит от типа производства (единичное – Ед, мелкосерийное – Мс, среднесерийное – Сс, крупносерийное – Кс, массовое – Мас) и объема выпуска (рис. 2.19). Так как при проектировании нового технологического процесса для вновь создаваемого производства разработчик должен выбрать оборудование из огромного количества, предлагаемого рынком станков различных фирм, с большим количеством различных компоновочных решений и технологических возможностей, то обоснованный выбор может быть осуществлен только при формировании подробных требований к оборудованию. Объем выпуска Гибкость 3 2 Производи тельность 1 Ед Мс Сс Кс Мас Рис. 2.19. Выбор оборудования в зависимости от объема выпуска и типа производства 82 Тип произ водства На рис. 2.19: 1 – универсальное и широкоуниверсальное оборудование (предназначено для обработки широкой номенклатуры заготовок); 2 – специализированное оборудование (предназначено для обработки заготовок сравнительно узкой номенклатуры - многопозиционное, многошпиндельное, агрегатное и др.); 3 – специальное оборудование (предназначено для обработки одной или нескольких почти одинаковых заготовок) Современные станки с ЧПУ выпускаются для каждой из представленных на рис. 2.19 групп и применяются для обработки деталей во всех типах производств. Формирование требований к оборудованию необходимо начинать с выявления необходимой структурной компоновки станка. Под структурой компоновкой станка понимается состав и последовательность расположения подвижных и стационарных блоков станка, которая показывает распределение элементарных движений между блоками, перемещающими деталь и инструменты в процессе обработки. Структурная компоновка оборудования определяется в соответствии с теми элементарными движениями, которые должны быть осуществлены в результате обработки детали на данной операции. В соответствии с ГОСТ 23597 «Станки металлорежущие с числовым программным управлением. Обозначение осей координат и направлений движений», устанавливается обозначение осей координат и направление движений в станках с ЧПУ[5]. За основу принимается перемещение инструмента относительно системы координат неподвижной заготовки. Стандартная система координат представляет собой правую прямоугольную систему координат (рис. 2.20), связанную с заготовкой, оси которой параллельны направляющим станка. Рис. 2.20. Система координат правая прямоугольная 83 Положительное направление движения рабочего органа станка предпочтительно соответствует направлению отвода инструмента от заготовки. В частности, при использовании станка для сверления или растачивания с использованием только трех основных линейных перемещений обработка будет происходить при перемещении инструмента в отрицательном направлении оси Z. На схематических чертежах станков направления движения рабочих органов, несущих инструмент, обозначают буквами без штриха, а несущих заготовку - буквами со штрихом; при этом положительное направление движения, обозначаемое буквой со штрихом, противоположно соответствующему движению, обозначаемому той же буквой без штриха. Ось Z определяется по отношению к шпинделю главного движения, то есть шпинделя, вращающего инструмент в станках сверлильнофрезерно-расточной группы, или шпинделя, вращающего заготовку в станках токарной группы. При наличии нескольких шпинделей следует выбрать один из них в качестве основного, предпочтительно перпендикулярный к рабочей поверхности стола, на котором крепится заготовка. В тех случаях, когда ось основного шпинделя может быть повернута: - если она может находиться только в одном положении параллельно одной из осей стандартной системы – эту стандартную ось принимают за ось Z; - если она может находиться в нескольких положениях, параллельных различным осям стандартной системы, за ось Z принимают стандартную ось, предпочтительно перпендикулярную к рабочей поверхности стола, на котором крепится заготовка. При отсутствии шпинделя в станке ось Z должна быть предпочтительно перпендикулярна к рабочей поверхности стола. Движение по оси Z в положительном направлении должно соответствовать направлению отвода инструмента от заготовки. Ось Х должна быть расположена предпочтительно горизонтально и параллельно поверхности крепления заготовки. На станках с линейно перемещающимся инструментом и заготовкой, например, строгальных, ось Х должна быть положительна в направлении главного движения и параллельна ему. На станках с вращающейся заготовкой, например токарных, движение по оси Х направлено по радиусу заготовки и параллельно поперечным направляющим. Положительное движение по оси Х происходит, когда инструмент, установленный на главном резцедержателе поперечных салазок, отходит от оси вращения заготовки (рис. 2.21). 84 Рис. 2.21. Токарный станок Рис. 2.22. Горизонтально-расточной станок с продольно-подвижной передней стойкой и поперечно-подвижным поворотным столом На станках с вращающимся инструментом, например фрезерных и сверлильных: - при горизонтальной оси Z положительное перемещение Х направлено вправо, если смотреть от основного инструментального шпинделя к заготовке (рис 2.22); 85 - при вертикальной оси Z положительное перемещение по оси Х направлено вправо для одностоечных станков, если смотреть от основного инструментального шпинделя на стойку, а для двух стоечных станков, если смотреть от основного инструментального шпинделя на левую стойку (рис. 2.23). Положительное направление движения по оси Y выбирают так, чтобы ось Y вместе с осями Z и Х образовывала правую прямоугольную систему координат (рис. 2.22). Буквам А, В, С обозначают вращательные движения вокруг осей параллельных соответственно Х, Y и Z (рис. 2.20). При этом положительные направления А, В, С должны совпадать с направлением завинчивания винтов с правой резьбой в положительных направлениях осей соответственно Х, Y и Z. Если дополнительно к основным (первичным) прямолинейным движениям Х, Y и Z имеются вторичные движения параллельно им, их обозначают соответственно U, V и W (рис. 2.22 – рис. 2.23). Если дополнительно имеются третичные движения, параллельные им, то их обозначают соответственно Р, Q и R (рис. 2.24). Рис. 2.23. Токарно-карусельный станок Если дополнительно имеются прямолинейные движения, которые не параллельны или могут быть не параллельны Х, Y или Z, их обозначают по выбору, U, V, W, Р, Q или R. Первичные, вторичные и третичные движения рабочих органов станка определяются предпочтительно в соответствии с удаленностью этих органов от основного шпинделя. 86 Рис. 2.24. Продольно-фрезерный станок с подвижным порталом Для горизонтально-расточного станка движение гильзы шпинделя и траверсы обозначают соответственно буквами Z и W (рис. 2.22). Для токарно-револьверного станка движения резцовых салазок и салазок револьверной головки, расположенных дальше от шпинделя, следует обозначать соответственно буквами Z и W (рис. 2.21). Для станков с двумя функционально одинаковыми рабочими органами, управляемыми от двух независимых координатных устройств ЧПУ (например, для токарных станков с функционально одинаковыми двумя шпинделями и суппортами) оси координат для одинаково работающих органов (например, суппортов) обозначают одинаково: буквами Z и Х. Если дополнительно к первичным вращательным движениям имеются вторичные вращательные движения, параллельные или непараллельные А, В и С их обозначают D и E (рис. 2.24). Задача выбора оборудования состоит в том, чтобы из имеющегося множества моделей оборудования выбрать такое, функциональные возможности элементов которого могли бы обеспечить выполнение требований к обработке детали на данной операции. При этом задача выбора оборудования должна ставиться как многокритериальная с использованием таких критериев, как гомогенность (однородность) и минимизация состава оборудования, максимум его загрузки, минимизация занимаемой площади и др. В результате решения задачи может получиться несколько вариантов состава технологического оборудования. 87 ГЛАВА 3. ПРИМЕРЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 3.1. Проектирование технологического процесса обработки детали «вал» Рассмотрим проектирование вариантов маршрута технологического процесса и формирование требований к оборудованию на примере обработки детали «вал» [31] (рис. 3.1). Исходные данные: 1. Эскиз детали (рис. 3.1). 2. Заготовка – штамповка. 3. Материал детали – Ст 40Х. 4. Тип производства – среднесерийный. Технические требования: 1. HRC 40 – 45. 2. Общие допуски по ГОСТ 30893.1 – m. В результате анализа чертежа предлагается заменить вид центровых отверстий А на вид В с защитной фаской (отв. центр. В6.3 ГОСТ 14034 – 74), для того чтобы не производить операцию правки центровых отверстий после термообработки. Рис. 3.1. Эскиз детали «вал» 88 1. Формирование этапов технологического процесса. Так как для получения твердости материала HRC 40-45 необходима термообработка детали в соответствии с табл. 2.32, то формируем следующие этапы технологического процесса: обработка – термообработка (закалка, отпуск) – обработка – контроль. 2. Выявление элементарных поверхностей с указанием параметров их точности и качества. При выявлении элементарных поверхностей производим их нумерацию (рис. 3.2). При нумерации поверхностей можно вводить и номер стороны, с которых будет производиться их обработка. В данной детали выделяем две стороны по направлению оси детали: слева сторона 1, справа сторона 2. Нумерацию элементарных поверхностей производим сквозную. В результате номер стороны детали и номер элементарной поверхности образуют индивидуальный код данной поверхности. Например, наружная цилиндрическая поверхность Ø 50 h7 будет иметь код 12, наружная цилиндрическая поверхность Ø 40 h11 – код 25, центровое отверстие справа будет иметь код 29, слева – код 18 и т.д. Ось детали – 0. Полученные данные сводим в табл.3.1. Рис. 3.2. Выявление элементарных поверхностей 3. Формирование планов обработки. Виды обработки для каждой элементарной поверхности назначаем в соответствии с табл. 2.34 (см. п. 2.5). Далее для каждого вида обработки назначаем методы обработки. Например, для чернового вида обработки торцевых поверхностей 11 и 26 можно применить точение, которое будет производиться на токарном станке, или фрезерование, которое будет производиться на фрезерном или на фрезерно-центровальном станке. Для вида обработки повышенной точности поверхности 27, для обеспечения необходимых параметров шероховатости можно применить точение (с выбором необходимой геометрии инструмента) которое будет производиться на токарном станке, или шлифование, которое будет производиться на круглошлифовальном станке и т.п. 89 Применение тех или иных методов на данном этапе проектирования может быть обосновано соответствующими технико-экономическими расчетами. Это могут быть расчёты, связанные с жесткостью данной системы, стоимостное сравнение, сравнение связанное с получением необходимых параметров качества поверхностей и др. Количество видов обработки и методы могут корректироваться как в процессе проектирования, так и в процессе производства. Полученные данные по элементарным поверхностям и варианты планов обработки сводим в табл. 3.1. Таблица 3.1 Ra,мкм 14 6.3 1.2 1.3 1.4 1.8 2.6 2.5 2.7 2.9 НЦП Ø50h7 ТП 20Н10 НЦП Ø60 ЦО В6.3 ТП 100 Вид обработки Квалитет 1 План обработки Вариант Другие показатели Количество ТП100 Допуск расположения Вид и обозначение поверхности 1.1 Допуск формы № стороны /№ пов Формирование вариантов планов обработки 1 14 11 9 6.3 3.2 1.6 7 14 11 0.8 6.3 3.2 10 1.6 1 14 6.3 HRC Чер. 40-45 -«Чер. Пч. Чис. Т.О. 0.01 Пт. - «Чер. Пч. 0.05 Т.О. Чис. Чер. -«- 1 14 6.3 - «- 1 14 14 6.3 6.3 - «- 1 НЦП 1 Ø40 h11 ТП 40h12 1 ЦО В6.3 1 -«11 3.2 14 6.3 0.01 0.05 12 1.6 14 6.3 -«- -«90 1-й Под.чр. 2-й Фрез. чр. Точ. чр. Точ. чр. Точ. пч. Точ. пч. Точ.ч. Точ. ч. Точ. пт Под.чр. Под. пч Шлиф. пт. Под. чр. Под. пч. Под.ч. Шлиф. ч. Точ. чр. Точ. чр. Чер. Свер.чр Свер. чр. Чер. Под.чр. Фрез. чр. Чер. Т.О. Пч. Чер. Т.О. Отд. Точ. чр. Точ. чер. Чер. Точ. пч. Шлиф. пч. Под. чр. Под. чр. Под.отд Шлиф. . отд Свер.чр Свер. чр. Примечание. Виды поверхностей: НЦП – наружная цилиндрическая поверхность, ЦО – центровое отверстие, ТП – торцовая поверхность. Виды обработки: чер. (чр) – черновой, пч. – получистовой, чис.(ч) – чистовой, пт. – повышенной точности, отд. – отделочный, Т.О – термическая обработка. Методы обработки. точ. – точение, под. – подрезание, свер. – сверление, шлиф. – шлифование, фрез. – фрезерование. 4. Формирование этапов обработки детали для двух вариантов планов обработки. Объединяем переходы одного вида в этапы обработки для двух вариантов планов обработки (табл. 3.2). Таблица 3.2 Формирование этапов обработки детали Содержание этапов обработки Этап техн. процесса. 1 –й вариант 2-й вариант 1-я сторона 2-я сторона 1-я сторона 2-я сторона Под. чр. 11 Точ. чр. 12 Под. чр.13 Точ. чр. 14 Свер. чр. 18 Под.чр. 26 Точ.чр. 25 Под. чр. 27 Свер. чр. 29 Фрез. чр. 11 Точ. чр. 12 Под. чр.13 Точ. чр. 14 Свер. чр. 18 Фрез.чр. 26 Точ.чр. 25 Под. чр. 27 Свер.чр. 29 П/чистовой Точ. пч. 12 Под. пч. 13 Точ. пч. 25 Точ. пч. 12 Под. пч. 13 Шлиф. пч. 25 Чистовой Точ. ч. 12 Под. ч. 13 Черновой. Точ. ч. 12 Шлиф. ч. 13 Т.О П/точности Отделочный Шлиф. пт. 12 Точ. пт. 12 Под. отд. 27 Шлиф.отд. 27 Примечание. Сокращения аналогичны табл. 3.1. Вводим некоторые коррективы в табл. 3.2. Подрезание (шлифование) чистовое поверхности 13 и точение (шлифование) получистовое поверхности 25 необходимо выполнять после термической обработки детали для получения необходимого качества данных поверхностей и обеспечения их взаиморасположения. 91 Так как в процессе термической обработки снимается часть остаточных напряжений возникающих в процессе обработки детали, то этапы обработки черновой, получистовой и чистовой можно выполнять, не снимая деталь со станка. Этапы «обработка повышенной точности» и «отделочный» следует объединить (т.е. выполнять совместно) для обеспечения заданных требований к взаимному расположению поверхностей 12, 13, 25, 27. 5. Выбор вариантов базирования и установки детали. Сначала выбираем схему базирования для обработки большинства поверхностей на конечной операции. Исходя из заданных требования к взаимному расположению поверхностей 12, 13, 25, 27, эти поверхности должны обрабатываться без переустановки детали на токарном или шлифовальном станках. Поэтому выбираем для последней операции базирование по центровым отверстиям 18, 29, (ось 0 будет являться скрытой базой) и торец 11, так как от этого торца заданы конструкторские размеры до торцов 13 и 27, 26. Схема базирования и установки представлены на рис. 3.3. а) б) Рис. 3.3. Схемы для обработки большинства поверхностей: а – схема базирования; б – схема установки Для реализации составленных планов обработки по варианту 1 сначала выбираем обработку со стороны 2, то есть сначала на токарном станке осуществляем подрезание (черновое) торца 26 (элементарный переход), точение (черновое) поверхности 25 с подрезкой (черновой) торца 27 (совокупный последовательный переход) и сверление (черновое) центрового отверстия 29 (совокупный параллельный переход). Для обеспечения наиболее оптимальной схемы базирования выбираем схему установки в патроне по поверхностям 11, 12 (ось 0 будет являться скрытой базой) (рис. 3.4). Перевернув деталь на 180о, осуществляем обработку со стороны 1 путем подрезания (чернового) торца 11, точения (чернового, получистового, чистового) поверхности 12 с подрезкой (черновой и получистовой) 92 торца 13, точения (чернового) поверхности 14 и сверления (черновое) центрового отверстия 18. Выбираем схему установки в патроне по поверхностям 25, 27 (ось 0 будет являться скрытой базой) (рис. 3.5). а) б) Рис. 3.4. Схемы для варианта 1 на операции 005, установ А: а – схема базирования; б – схема установки а) б) Рис. 3.5. Схемы для варианта 1 операции 005, установ Б: а – схема базирования; б – схема установки Для реализации составленных планов обработки по варианту 2, установку детали производим на фрезерно-центровальном станке. Для обеспечения наиболее оптимальной теоретической схемы базирования выбираем схему установки в приспособлении со сходящимися призмами. Производим фрезерование (черновое) торцовых поверхностей 11 и 26 и сверление (черновое) центровых отверстий 18 и 29. Для обеспечения теоретической схемы базирования выбираем схему установки по поверхностям 12, 25, 27 (ось 0 будет скрытой базой) (рис. 3.6). Далее, установив заготовку в патрон токарного станка и поджав задним центром, выполним точение (черновое) поверхности 25 с подрезкой (черновой) торца 27 (рис. 3.7). При этом для обеспечения теоретической схемы базирования выбираем схему установки по поверхностям 11, 12, 29 (ось 0 будет являться скрытой базой). 93 а) б) Рис. 3.6. Схемы для варианта 2 операции 005, установ А: а – схема базирования; б – схема установки а) б) Рис. 3.7. Схемы для варианта 2 операции 010, установ А: а – схема базирования; б – схема установки Перевернув деталь на 180о в патроне токарного станка и поджав задним центром, выполним точение (черновое, получистовое, чистовое) поверхности 12 с подрезкой (черновой и получистовой) торца 13, точение (черновое) поверхности 14 (рис. 3.8). Для обеспечения теоретической схемы базирования выбираем схему установки по поверхностям 18, 25, 27 (ось 0 будет скрытой базой) (рис. 3.8). 6. Формирование двух маршрутов обработки детали. Первый вариант маршрута обработки приведен в табл. 3.3. При формировании первой операции 005 маршрута обработки для установов А и Б используем схемы базирования и установки, приведенные на рис. 3.4 и рис. 3.5 соответственно. На операции 015 используем схему базирования и установки, приведенную на рис. 3.3. 94 а) б) Рис. 3.8. Схемы для варианта 2 операции 010. Установ Б: а – схема базирования; б – схема установки Таблица 3.3 Формирование маршрута обработки детали (вариант 1) Базовые поверхности Содержание переходов Сторона детали 1 Ось 0, пов ти: 11, 12 Ось 0, пов ти: 25, 27 2 Под. чр. 26 Точ. чр. 25 Под. чр. 27 Свер. чр.29 Маршрут обработки № операции Установ Наименование операции А Токарная с ЧПУ. 005 Под. чр. 11 Точ. чр. 12 Под. чр.13 Точ. чр. 14 Свер.чр. 18 Точ. пч. 12 Под.. пч. 13 Точ. ч. 12 Б 010 Ось 0, повти: 29, 11, 18 Точ. пт. 12 Под. ч. 13 Точ. пч. 25 Под. отд. 27 015 Термическая А Токарная с ЧПУ Примечание. Сокращения аналогичны табл. 3.1. Маршрут обработки для варианта 1: - операция 005 – токарная с ЧПУ. Токарный станок с ЧПУ нормальной точности; - операция 010 – термическая; 95 - операция 015 – токарная с ЧПУ. Токарный станок с ЧПУ повышенной точности; - операция 020 – контрольная. Второй вариант формирования маршрута обработки приведен в табл. 3.4. При формировании первой операции (005) маршрута обработки используем схему базирования и установки, приведенную на рис. 3.6. При формировании второй операции (010) для установа А и Б используем схемы базирования и установки, приведенные на рис. 3.7. На операции (020) используем схему базирования и установки, приведенные на рис. 3.8. Таблица 3.4 Формирование маршрута обработки детали (вариант 2) Базовые Содержание операции поверх- Сторона детали ности 1 Вариант маршрута № опе- Установ рации 2 Ось 0, пов-ти: Фрез. чр. 11 12, 25, 27 Свер. чр. 18 Фрез. чр. 26 Свер. чр.29 Ось 0, пов-ти: Точ. чр. 25 12, 11, 29 Под. чр. 27 Наименование операции 005 А Фрезерноцентровальная 010 А Токарная с ЧПУ Б Точ. чр. 12 Под. чр.13 Ось 0, пов-ти: 25, 27, 18 Точ. чр. 14 Точ. пч. 12 Под. пч. 13 Точ. ч. 12 015 Ось 0, пов-ти: Шлиф. пт. 12 Шлиф. пч. 25 020 Шлиф. ч. 13 Шлиф. отд. 27 29, 11, 18 Термическая А Круглошлифовальная с ЧПУ Примечание. Сокращения аналогичны табл. 3.1. Маршрут обработки для варианта 2: - операция 005 – фрезерно-центровальная. Фрезерно-центровальный станок с возможностью параллельной обработки двух торцов и зацентровки двух центровых отверстий; - операция 010 – токарная с ЧПУ. Токарный станок нормальной точности; - операция 015 – термическая; 96 - операция 020 – круглошлифовальная с ЧПУ. Круглошлифовальный станок с ЧПУ повышенной точности; - операция 025 – контрольная. Выбираем первый вариант маршрута обработки как наиболее производительный, так как предполагает использование однородного оборудования при минимальной площади его размещения. Отметим, что для обработки данной детали можно было предложить и другие варианты маршрутов обработки, например, на универсальном оборудовании без применения станков с ЧПУ и др. 3.2. Проектирование технологического процесса обработки детали «крышка» Проектирование вариантов технологического маршрута и формирования требований к оборудованию на примере обработки детали «крышка» [31] (рис. 3.7). Исходные данные: - эскиз детали (рис. 3.9); - материал СЧ -18; - вид заготовки – отливка; - тип производства – среднесерийный. Технические требования: 1. HRC 40-45. 2. Общие допуски по ГОСТ 30893.1 – m. 1. Формирование этапов технологического процесса. Для данного материала детали не требуется изменения свойств, поэтому формируем следующие этапы технологического процесса: обработка – контроль. 2. Выявление элементарных поверхностей. Формирование планов обработки. Выявляем элементарные поверхности детали (рис. 3.9), производим их нумерацию и сводим в табл. 3.5, с указанием их точности и параметров качества. Для данной детали выделяем четыре стороны, с которых необходимо будет производить ее обработку. Нумерацию элементарных поверхностей производим сквозную. В результате номер стороны детали и номер элементарной поверхности образуют индивидуальный код данной поверхности. Определяем количество видов и методы обработки для каждой элементарной поверхности и формируем два варианта планов обработки. Полученные результаты сводим в табл. 3.5. Варианты могут сравниваться посредством расчетов основного времени обработки, затратам, точности обработки и др. Выбираем первый вариант методов обработки, как наиболее предпочтительный по производительности. 97 Рис. 3.9. Эскиз детали «крышка» 3. Формирование этапов обработки. Объединяем одинаковые виды обработки в этапы (табл. 3.6). Точение (черновое) НФ 213 можно перенести в этап повышенной точности после точения (повышенной точности) НЦП 27, чтобы получить фаску сразу в размер. Точение (отделочное) НЦП 22 необходимо перенести в этап повышенной точности и совместить с точением (повышенной точности) НЦП 27, так как эти поверхности должны выполняться за один установ для обеспечения их взаимной перпендикулярности. Точение (получистовое и чистовое) НЦП 27 можно перенести в этап черновой и выполнить последовательно с точением (черновым) НЦП 27. 98 Таблица 3.5 Формирование вариантов планов обработки Кол- во Квалитет вид обработки План обработки метод обработки 1-й вариант 2-й вариант № по--ти Ra, мкм № стороны. Вид и обозначение поверхности 1 1 ТП 22 1 14 12.5 Черновой Подрезание 6 8 5 4 НЦП Ø 96 НФ 1х45 ВЦП Ø 9 ВЦП Ø 14 1 1 3 3 14 14 14 14 12.5 12.5 12.5 12.5 Черновой Черновой Черновой Черновой Точение Точение Сверление Цекование 14 ВТП 8 3 14 12.5 Черновой Цекование 3 ТП 22 1 14 12.5 Черновой Подрезание 2 ТП 10 1 7 НЦП Ø 62js7 1 14 14 14 11 9 7 14 0.8 12.5 6.3 3.2 1.6 Подрезание Подрезание Точение Точение Точение Точение Фрезерование Точение Точение Сверление Фрезерование Фрезерование Фрезерование Подрезание Шлифование Точение Точение Точение Шлифование 13 НФ 1х45о 1 14 12.5 Черновой Точение Точение 10 НК Ø 61х6х45о 1 14 12.5 Черновой Точение фасонным резцом Точение контурным резцом 9 ВФ 1х45о 1 14 12.5 Черновой Растачивание Зенкование 3 11 НПП 86х30о 1 14 12.5 Черновой ФрезероваФрезерование конце- ние дисковой фрезой вой фрезой 4 12 НПП 86х30о 1 14 12.5 Черновой ФрезероваФрезерование конце- ние дисковой фрезой вой фрезой 2 Черновой Отделоч. Черновой П/чист. Чистовой Пов.точ. Примечания. Виды поверхностей: НЦП – наружная цилиндрическая поверхность, ВЦП – внутренняя цилиндрическая поверхность, ТП – торцевая поверхность, ВТП – внутренняя торцовая поверхность, НФ – наружная фаска, НК – наружная канавка, ВФ – внутренняя фаска, НПП наружная плоская поверхность. Допуски расположения поверхностей: для ВЦП Ø9 и ВЦП Ø14 – Ø76+/-0.2 и угол 120о; для НПП 86 – угол 30о от ВЦП Ø9. 99 Таблица 3.6 Формирование этапов обработки Этапы обработки Черновой Содержание этапа обработки Сторона детали 2 3 Под. чр. 23 Фр.чр. 311 Под.чр. 22 Точ.чр. 27 Точ.чр. 210 Точ.чр. 213 Рас.чр. 29 Точ.пч. 27 Точ. ч. 27 Точ. пт.27 Под. отд.22 1 Под. чр .11 Точ. чр. 16 Точ. чр.18 Свер.чр.15 Цек. чр.14 Цек. чр. 114 П/чистовой Чистовой П/точности Отделочный 4 Фр.чр. 412 Примечание. Виды обработки: чер. – черновой, п/ч. – получистовой, чис. – чистовой, п/т. – повышенной точности, отд. –отделочный. Методы обработки: точ. – точение, под. – подрезание, свер. – сверление, рас. – растачивание, цек. – цекование, фрез. – фрезерование. 4. Анализ вариантов схем базирования. Сначала выбираем, с какой стороны будем обрабатывать деталь на первой операции, или первом установе. Так как 2-я сторона детали содержит самую точную поверхность, то начинать обработку следует с 1-й стороны (рис. 3.10, а). а) б) Риc. 3.10. Схемы базирования: а – на первой операции или установе; б – на второй операции или установе В качестве баз на 1-й операции или установе выбираем торец 23 и НЦП 27 (ось детали будет являться скрытой базой) рис. 3.10, а. Торцовая поверхность 23 предпочтительнее торцовой поверхности 22, так как обра100 ботка НЦП Ø 96 должна осуществляться на проход. Также данная поверхность имеет большее количество связей посредством линейных конструкторских размеров с другими поверхностями. На второй операции или установе в качестве баз выбираем ТП 11 и НЦП 16 (ось детали будет скрытой базой) рис. 3.10, б. 5. Формирование вариантов маршрута обработки. Сформируем три варианта маршрута обработки для данной детали (табл. 3.7). Вариант 1: • 005 – токарная с ЧПУ (токарный станок с ЧПУ нормальной точности), установы А и Б; • 010 – сверлильная с ЧПУ (сверлильный станок с ЧПУ); • 015 – фрезерная с ЧПУ (фрезерный станок с ЧПУ); • 020 – токарная с ЧПУ (токарный станок с ЧПУ повышенной точности); • 025 – контрольная. Вариант 2: • 005 – токарная с ЧПУ (токарный станок с ЧПУ нормальной точности), установы А и Б; • 010 – комбинированная с ЧПУ (многоцелевой фрезерносверлильный станок с ЧПУ); • 015 – токарная с ЧПУ (токарный станок с ЧПУ повышенной точности); • 020 – контрольная. • Вариант 3: • 005 – комбинированная с ЧПУ (многоцелевой токарный двух шпиндельный станок с ЧПУ повышенной точности), установы А и Б. • 010 – контрольная. Окончательное решение по выбору варианта маршрута ТП можно принять после сравнения вариантов по производительности, затратам и другим критериям. Первый вариант предполагает использование четырех различных станков, что скажется на площади занимаемой участком, дополнительными затратами на перемещения деталей и т.д. Также для первого варианта придется использовать специальное приспособление с базированием по отверстию 15, для того чтобы правильно расположить плоские поверхности 311 и 412 относительно трех отверстий 15. Второй вариант маршрута будут явно более производительными, чем первый вариант. Третий вариант будет явно предпочтительным по однородности используемого оборудования и минимизации занимаемой производственной площади. 101 Таблица 3.7 Токарная с ЧПУ 005 А Токарная с ЧПУ Свер.чр.15 Цек. чр.14 Цек.чр.114 010 А Сверлильная с ЧПУ 010 А Комбинированная с ЧПУ Фр.чр. 311 Фр.чр. 412 015 А (23, 27, 15, ось дет.) Фрезерная с ЧПУ 11, 16, Под.чр.23 ось Точ.чр.27 детали Под.чр.22 Рас.чр.29 Точ.чр.210 Точ.пч.27 Точ.ч.27 005 Б Токарная с ЧПУ 005 Б Токарная с ЧПУ Точ.пт.27 Точ.чр.213 Под.отд.22 020 А Токарная с ЧПУ п.т. 015 А Токарная с ЧПУ п.т. 005 Комбинированнная с ЧПУ п.т. А А. 1-й шпиндель 005 3 № опер. Уст. Б. 2-ой шпиндель 23, 27, Под.чр.11 ось де- Точ.чр.16 тали Точ.чр.18 1 № опер. Уст. Варианты маршрута 2 № опер. Уст. Наименование опер. Обрабатываемые поверхности Наименование опер. Базовые поверх ности Наименование опер. Формирование вариантов маршрута обработки Примечание. Сокращения аналогичны табл. 3.5 и табл. 3.6. Сформируем требования к оборудованию для третьего варианта обработки детали типа крышка: - станок должен быть повышенной точности (или один из шпинделей); - иметь револьверную головку на десять инструментов с возможностью вращения трех инструментов; 102 - рабочие органы станка должны осуществлять следующие элементарные движения: вращение заготовки С вокруг оси Z и движение инструмента по оси Х с установочными движениями по осям Х и Z при точении наружных цилиндрических поверхностей, при подрезании торцов, точении канавки, а также при обработке внешних и внутренних фасок; движение инструмента вдоль осей Z, Х, Y, с установочными движениями по осям Z, Х, Y и с вращением режущего инструмента вокруг оси Z при сверлении, цековании отверстий и фрезеровании плоскостей; - станок должен иметь два шпинделя, левый и правый; - патроны должны обеспечивать закрепление заготовок от Ø 50 до Ø 120 мм. На основании сформированных требований, необходимых для полной обработки детали или деталей следует выбрать нужную модель станка. 3.3. Проектирование технологического процесса обработки детали «корпус» Рассмотрим проектирование вариантов технологического маршрута для различных типов производств на примере обработки детали «корпус» [31] (рис. 3.11). Исходные даны: 1. Эскиз детали (рис. 3.11). 2. Материал детали – СЧ -18. 3. Вид заготовки – отливка. Технические требования: 1. HRC 40-45. 2. Общие допуски по ГОСТ 30893.1 – m. 1. Формирование этапов технологического процесса. Для данного материала детали не требуется изменения свойств, поэтому формируем следующие этапы технологического процесса: обработка – контроль. 2. Выявление элементарных поверхностей. Формирование планов обработки. Выявляем элементарные поверхности детали (рис. 3.11) и сводим в табл. 3.8 с указанием их точности и параметров качества. Для данной детали выделяем пять сторон, с которых необходимо будет производить ее обработку. Нумерацию элементарных поверхностей производим для каждой стороны детали. В результате номер стороны детали и номер элементарной поверхности образует индивидуальный код данной поверхности. 103 104 Рис. 3.11. Эскиз детали «корпус» Например, с первой стороны детали необходимо обработать следующие поверхности: наружную плоскую поверхность 1(НПП 100 h11, код поверхности – 11); внутреннюю цилиндрическую поверхность 2 (ВЦП Ø 40 Н11, код поверхности – 12); внутреннюю цилиндрическую поверхность 3 (ВЦП Ø 50 Н9, код поверхности – 13); внутреннюю цилиндрическую поверхность 4 (ВЦП Ø 75 Н7, код поверхности – 14); внутреннюю цилиндрическую поверхность 5 (ВЦП Ø 4.91 под нарезание внутренней резьбы, код поверхности – 15); внутреннюю резьбовую поверхность (ВРП М6-8Н, код поверхности – 16); внутреннюю торцовую поверхность 7 (ВТП 12 код поверхности – 17); внутреннюю торцовую поверхность 8 (ВТП 22, код поверхности – 18). Аналогично выделение поверхностей и их нумерация производится для других сторон детали. Определяем количество видов обработки (см. п. 2.5, табл. 2.34) и методы обработки для каждой элементарной поверхности и формируем два варианта планов обработки. Например, внутреннию цилиндрическую поверхность (ВЦП) Ø 40 Н11 можно обработать растачиванием черновым и получистовым (при условии, что отверстие предварительно получено в заготовке), или зенкерованием черновым и получистовым. Наружную плоскую поверхность (НПП) 100 h11 можно обработать черновым и получистовым фрезерованием торцовой фрезой или черновым и получистовым фрезерованием концевой фрезой и др. Внутреннею торцовую поверхность (ВТП) можно обработать черновым и отделочным растачиванием или черновым фрезерованием и отделочным растачиванием. Полученные результаты сводим в табл. 3.8. Сравнение вариантов планов обработки можно производить используя различные критерии например, минимизации затрат, повышения производительности и т.д. Примем первый вариант планов обработки элементарных поверхностей, как наиболее предпочтительный по производительности. 3. Формирование этапов обработки. Объединяем переходы одного вида в этапы (табл. 3.9). Далее вводим некоторые коррективы в указанную таблицу. Подрезание (отделочное) торцов 17 и 18 необходимо совместить с растачиванием (чистовым и повышенной точности) внутренних цилиндрических поверхностях 13 и 14, так как они должны выполняться одновременно. Далее следует анализ вариантов базирования, после которого возможны и другие изменения в последовательности выполнения переходов. 4. Анализ вариантов базирования. При изготовлении детали требуется обеспечить симметричное расположение отверстий 12,13,14 в детали относительно наружных стенок корпуса BΔ и требуемый размер полки Б (рис. 3.12). 105 Таблица 3.8 Формирование вариантов планов обработки № № сто- поро- верхны ности 1 Вид поверхности и ее обозначение 1 НПП100h11 2 ВЦП 40Н11 Количество 1 Ø 3 1 1 ВЦП Ø 50Н9 Квалитет Ra, мкм План обработки. метод обработки вид 1-й 2-й обработки вариант вариант 14 11 14 11 14 11 9 14 11 9 7 12 8.ст. 14 14 14 14 12.5 6.3 12.5 6.3 12.5 6.3 3.2 12.5 6.3 3.2 1.6 12.5 12.5 12.5 3.2 12.5 1.6 Чер. Пч. Чер. Пч. Черн. Пч. Чис. Чер. Пч. Чис. Пточ. Чер. Чер. Чер. Отдел. Чер. Отдел. Фр. т. ф. Фр. т. ф. Раст. Раст. Раст. Раст. Раст. Раст. Раст. Раст. Раст. Свер. Н. р .м. П. т. р. П. т. р. П. т. р. П. т. р. Фр. к. ф. Фр.к. ф. Зенк. Зенк. Фрез. Фрез. Раст. Фрез. Фрез. Зенк. Раст. Свер. Н. р. м. П. т. ф. П. т. р. П. т. ф. П. т. р. 4 ВЦП Ø 75Н7 1 5 6 7 ВЦП Ø 4.91 ВРП М6-8Н ВТП 12 6 6 1 8 ВТП 22 1 2 1 НПП 240 1 14 12.5 Чер. Фр. т. ф. Фр. ц. ф. 3 1 НПП100h 11 1 2 3 ВЦП Ø 6.65 ВРП М8-8Н 4 4 14 11 12 8 ст. 12.5 6.3 12.5 12.5 Чер. Пч. Чер. Чер. Фр. т. ф. Фр. т. ф. Свер. Н. р. м. Фр. к. ф. Фр. к. ф. Свер. Н. р. м. 4 1 НПП 240 1 14 12.5 Чер. Фр. т. ф. Фр. к. ф. 5 1 НПП 160 2 2 3 ВЦП Ø 14Н12 ВЦП Ø 12 Н8 4 2 14 14 12 14 11 10 8 12.5 3.2 6.3 12.5 6.3 3.2 1.25 Фр. т. ф. Фр. т. ф. Свер. Свер. Зенк. Зенк. Разв. Фр. к. ф. Фр. к. ф. Свер. Свер. Зенк. Разв. Разв. Чер. Отдел. Чер. Чер. Пч. Чис. Пточ. Примечание. Методы обработки: Раст. – растачивание, П.т.р. – подрезание торца резцом, П.т.ф. – подрезание торца фрезой, Сверл. – сверление, Зенк. – зенкерование, Разв. – развертывание, Фрт.ф. – фрезерование торцевой фрезой, Фр.к.ф. – фрезерование концевой фрезой, Н.р.м. – нарезание резьбы метчиком. Степень точности – ст. Допуски расположения поверхностей: для ВРП М6-8Н – Ø120, и углами 30о и 60о; для ВРП М-8Н – Ø96 и углом 90о; для ВЦП Ø 40Н11, ВЦП Ø50Н9, ВЦП Ø 75Н7 – 80,68 +/-0.05; для ВЦП Ø14Н12 – 16, 20, 68, 200; для ВЦП Ø12Н8 – 20, 20, 200. 106 Таблица 3.9 Формирование этапов обработки Этапы обработки Черновой Получистовой Содержание этапа обработки 1 Фр.чр.11 Раст.чр. 12 Раст.чр. 13 Раст.чр.14 Свер.чр.15 Н.р.16 П.тор.чр.17 П.тор.чр.18 Фр.пч.11 Раст.пч.12 Раст.пч.13 Раст.пч.14 Раст. ч.13 Раст. ч.14 Раст. пт.14 2 Фр.ч.21 Сторона детали 3 4 Фр.чр.31 Фр.чр.41 Свер.чр.32 Н.р.33 5 Фр.чр.51 Свер.чр.52 Свер.чр.53 Фр. пч. 31 Зенк. пч 53 Разв. ч. 53 Чистовой Повшенной точн. Отделочный П.тор.отд.17 П.тор.отд.18 Разв. пт. 53 Фр. отд. 51 Примечание. Сокращения аналогичны табл. 3.8. Для обработки большинства поверхностей выбираем базирование по двум точным ВЦП 53 и плоскостям основания 51 (рис. 3.13). Такая схема базирования и установки позволит обрабатывать деталь с пяти сторон без переустановки в приспособлении. Рис. 3.12. Эскиз детали Рис. 3.13. Схема базирования для обработки большинства поверхностей 107 Для установки на первой операции рассмотрим два варианта базирования (рис. 3.14): • первый вариант предполагает базирование заготовки в тисках со сходящимися зажимными элементами (рис. 3.14, а); • второй вариант предполагает базирование в тисках с одним подвижным и одним неподвижным зажимным элементом (рис. 3.14, б). а) б) Рис. 3.14. Варианты схем базирования на первой операции: а – в тисках со сходящимися зажимными элементами; б – в тисках с одним подвижным и одним неподвижным зажимным элементом Уравнения размерных цепей для варианта рис. 3.14, а ВΔ = В1 - В*1; (3.1) ZБΔ = Б3 - Б . (3.2) Уравнения размерных цепей для варианта рис. 3.14, б ВΔ = В1 - В - В*2; (3.3) ZБ1Δ = Б*- Б1. (3.4) Соответственно вариант а (рис. 3.14, а схема установки на первой операции в самоцентрирующих тисках) наиболее предпочтителен, так как размерные цепи в данном варианте короче для достижения ВΔ, а точность размера Б получается непосредственно. Варианты размерных связей на второй операции приведены на рис. 3.15. Для осуществления выбранной схемы базирования для обработки большинства поверхностей необходимо подготовить плоскости основания 51 и точные отверстия 53 на первой операции, поэтому вносим соответст108 вующие изменения в табл. 3.9. То есть совмещаем фрезерование черновое и фрезерование отделочное поверхности 51, а также все виды обработки двух ВЦП 53 совмещаем (см. табл. 3.9). Крепление корпуса будет осуществляться на УСП посредством четырех болтов, через отверстия Ø14Н12. а) б) Рис. 3.15. Варианты размерных связей на второй операции для установки: а – на плоскость основания и два точных отверстия после установки на первой операции в тисках со сходящимися зажимными элементами; б – на плоскость основания и два точных отверстия после установки на первой операции в тисках с одним подвижным и одним неподвижным зажимным элементом 5. Формирование вариантов маршрута обработки. Варианты маршрутов обработки и требования к оборудованию формируем для различных типов производств: единичного (ед.) и мелкосерийного (м. с.); среднесерийного (ср. сер.); крупносерийного (кр. с.) и массового (мас.) (табл. 3.10). При выборе оборудования учитываем тип производства и рекомендации п. 2.7. Вариант 1 – для единичного и мелкосерийного производства: • 005 – фрезерная (универсально-фрезерный станок нормальной точности); • 010 – радиально - сверлильная (радиально-сверлильный станок); • 015 – фрезерная (универсально-фрезерный станок нормальной точности); • 020 – расточная (универсально-расточной станок нормальной точности); • 025 – фрезерная (универсально-фрезерный станок нормальной точности); • 030 – расточная (универсально-расточной станок повышенной точности); • 035 – радиально - сверлильная (радиально-сверлильный станок); • 040 – слесарная (верстак, нарезание резьбы); • 045 – контрольная. 109 Таблица 3.10 Формирование маршрута обработки детали «корпус» для различных типов производств Базы 1 Содержание позиций и переходов Сторона детали 2 3 4 Фр.ч. 51 Фр.отд. 51 Пов. полок, ось и повть. 11 110 Повти 51, 2, 53 5 Свер.ч. 52 Свер.ч. 53 Зен.пч. 53 Раз.чис. 53 Раз.пт. 53 Ф.ч. 11 Рас.ч.12 Рас.ч.13 Рас.ч.17 Рас.ч.14 Рас.ч.18 Ф.пч.11 Ф.ч. 21 Ф.ч.31 Ф.пч.31 Рас.пч.12 Рас.пч.13 Рас.пч.14 Св.ч. 15 НР 16 Рас.чис13 П.т.о. 17 Рас.чис14 Рас.пт14 П.т.о. 18 Ф.ч.41 1 ед., м.с. производство № Уста Наименонов вание опер. 005 А Фрезерная 010 А Радиальносверлильная 015 А-Г Фрезерная 020 А Расточная 025 030 А, Б А Фрезерная Расточная Варианты маршрутов 2 ср. сер. производство № Уста Наименонов ние опер. 005 А Комбини рованная С ЧПУ Б 3 кр.с, мас. производство № Уста Наименонов вание опер. 005 А Фрезерная 010 А Агрегатная 015 020 А, Б А Фрезерная Расточная 025 030 А А Фрезерная Расточная 035 А Агрегатная 040 А Расточная . Св.ч 32 Н.р. 33 035 040 А А Рад.- сверл. Слесарная Вариант 2 – для среднесерийного производства: • 005 – комбинированная с ЧПУ (горизонтальный фрезерносверлильно-расточной многоцелевой станок с двумя сменными поворотными столами и поворотным шпинделем, или глобусным столом, повышенной точности); • 010 – контрольная. • Вариант 3 – для крупносерийного и массового производства: • 005 – фрезерная (специальный двухшпиндельный фрезерный станок нормальной точности); • 010 – агрегатная (специальный агрегатно-сверлильный пятипозиционный); • 015 – фрезерная (специальный двухшпиндельный, двухпозиционный фрезерный станок нормальной точности); • 020 – расточная (специальный расточной станок с комбинированной специальной расточной оправкой); • 025 – фрезерная (специальный фрезерный станок двухшпиндельный нормальной точности); • 030 – расточная (специальный расточной станок двухшпиндельный); • 035 – агрегатная (специальный сверлильно-резьбонарезной четырехпозиционный станок); • 040 – расточная (расточной станок двухшпиндельный повышенной точности); • 045 – контрольная. Для каждого типа производства могут быть сформированы ещё несколько вариантов ТП, после анализа разработанных вариантов технологических процессов необходимо выбрать наиболее оптимальный вариант. 111 ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ 4.1. Установление рациональной последовательности переходов В гл. 1 приведена классификация видов технологических переходов. Выбор рациональной последовательности технологических переходов рабочих ходов и видов переходов (по сложности) – задача многовариантная. Критериями оценки вариантов могут являться основное или штучное время обработки, точность обработки, себестоимость и др. Например, при обработке ступенчатого вала могут применяться следующие варианты последовательности обработки его ступеней (рис. 4.1). Цифры на рисунке указывают на последовательность снимаемых припусков при обработке ступеней вала. Вариант а) Вариант б) Рис. 4.1. Варианты выполнения технологически переходов при обработке детали вал Обработка по варианту а (рис. 4.1, а) обеспечит наименьшее основное время (наибольшую производительность), так как суммарная длина резания и рабочего хода будет минимальной. Обработка по варианту б (рис. 4.1, б) обеспечит более высокую точность поверхностей при обработке, так как глубина резания будет минимальной, но основное время будет больше чем в варианте а, так как суммарная длина резания и рабочих ходов будет максимальной. Возможны и другие варианты последовательности обработки ступеней для данного вала. Также при использовании приведенных вариантов могут быть применены различные варианты видов технологических переходов (по сложности). Например, при обработке ступеней вала по варианту а, может 112 быть применён совокупный последовательный переход, который будет выполняться одним инструментом по программе или копиру, или может быть применён блочный переход, который будет выполняться инструментальным блоком, состоящим из четырёх настроенных на размер резцов для одновременной обработки ступеней вала одновременно. Рассмотрим проектирование рациональной последовательности технологических и вспомогательных переходов для расточной операции обработки детали типа «корпус» [31] (рис. 4.2). Материал заготовки – чугун, метод получения заготовки – литье в песчаную форму. Рис. 4.2. Эскиз детали типа «корпус» Вариант 1. Обрабатываются сначала два отверстия 1, 2 (Ø150 Н11) в двух стенках двумя расточными головками которые осуществляют последовательно черновое и получистовое растачивание, а затем два отверстия 3, 4 (Ø100 Н11) в двух стенках детали двумя расточными головками которые осуществляют черновое и получистовое растачивание: У «А» – ПОЗ I – ЧР1 – ЧР2 – СИ – П/Ч Р1 – П/ЧР2 – СК – СИ –ЧР3 – ЧР4 – СИ – П/ЧР3 – П/ЧР4 – СИ, где У – установ; ПОЗ – позиция; ЧР – черновое растачивание; П/ЧР – получистовое растачивание; СИ –смена инструмента; СК – смена координаты. Вариант 2. Обрабатываются два отверстия 1 (Ø150 Н11), 3 (Ø100 Н11) последовательно расточными головками, которые осуществляют черновое и получистовое растачивание с одной стороны последовательно (позиция I), затем происходит поворот детали (позиция II) и обрабатываются два отверстия 4 (Ø100Н11), 2 (Ø150Н11) аналогично: 113 У «А» – ПОЗ I – ЧР1 – СИ – П/ЧР1 – СК – СИ – ЧР3 – СИ – П/ЧР3 – ПОЗ II – СИ – ЧР4 – СИ – П/ЧР4 – СК – СИ – ЧР2 – СИ – П/ЧР2 – СИ, при этом основное время То2 < То1; вспомогательное время Твс2 > Твс1. Вариант 3. Обрабатываются четыре отверстия 1, 2 (Ø150 Н11) и 3, 4 (Ø100 Н11) в двух стенках детали расточными головками, которые осуществляют черновое и получистовое растачивание отверстий параллельно: ЧР1 – ЧР2 – СИ – П/ЧР1 – П/ЧР2 – СИ У «А» – ПОЗ I ЧР3 – ЧР4 – СИ – П/ЧР3 – П/ЧР4 – СИ, при этом основное время То3 < То2; вспомогательное время Твс3 < Твс2. Также приведенные варианты обработки отверстий неоднозначны по точности обрабатываемых отверстий и точности их взаимного расположения. Рассмотренные примеры наглядно показывают, каким образом последовательность переходов (рабочих ходов) и использование различных видов переходов (по сложности) влияют на изменение основного и вспомогательного времени, и точность обработки. Детальную проработку рациональной последовательности переходов в операциях можно производить на основании анализа временных связей. Методика анализа временных связей операций технологического процесса рассмотрена в п. 4.6 на примере обработки детали типа «крышка». Для примера рассмотрим формирование операции и инструментальных позиций с применением различных видов переходов для обработки комплексной детали «втулка» на токарно-револьверном станке. Исходные данные: 1. Эскиз комплексной детали «втулка» (рис. 4.3). 2. Оборудование: токарно-револьверный станок модели 1341. 3. Заготовка: пруток холоднотянутый 20 – 40 мм. 4. Материал детали - сталь 30. Комплексная деталь «втулка», включающая в себя все поверхности группы деталей, приведена на рис. 4.3. Наиболее точные квалитеты элементарных поверхностей для группы деталей приведены в табл. 4.1. В зависимости от точности и качества элементарных поверхностей назначаем количество видов, методы обработки, а также сформируем планы обработки и виды движений, которые должны быть осуществлены при обработке элементарных поверхностей. Полученные результаты приведены в табл. 4.1. 114 Рис. 4.3. Эскиз комплексной детали «втулка» Таблица 4.1 Назначение видов, методов и планов обработки поверхностей № пов. Вид Ква пов. Кол. лии вид тет. 1 2 3 НЦП ТП НЦП 1 1 1 4 5 ТП 1 НЦП 1 6 7 8 НФ ТП ВЦП 1 1 1 9 10 11 12 13 ВФ НРП НКП НКП ВЦП 1 1 1 1 1 14 15 ВФ ТП 1 1 12 12 14 11 9 12 14 11 12 12 14 11 12 6 ст. 12 12 14 11 9 12 12 Ra, мкм 6.3 6.3 6.3 3.2 1.6 6.3 6.3 3.2 6.3 6.3 6.3 3.2 6.3 6.3 6.3 6.3 6.3 3.2 1.6 6.3 6.3 Вид обработки Черновой Черновой Черновой Получистовой Чистовой Черновой Черновой Получистовой Черновой Черновой Черновой Получистовой Черновой Получистовой Черновой Черновой Черновой Получистовой Чистовой Черновой Черновой 115 Метод обработки и направление движений инструмента Точение (по оси Z) Подрезание (по оси X) Точение (по оси Z) Точение (по оси Z) Точение (по оси Z) Подрезание (по оси X) Точение (по оси Z) Точение (по оси Z) Точение (по оси Z) Подрезание (по оси X) Сверление (по оси Z) Зенкерование (по оси) Зенкование (по оси Z) Нарезание резьбы (по оси Z) Точение (по оси X) Точение (по оси X) Сверление (по оси Z) Зенкерование (по оси Z) Развертывание (по оси Z) Сверление (по оси Z) Подрезание (по оси X) (Отрезание) Примечание. Обозначения в табл. 4.1: НЦП – наружная цилиндрическая поверхность; ТП – торцовая поверхность; НФ – наружная фаска; ВФ – внутренняя фаска; ВЦП – внутренняя цилиндрическая поверхность; НРП – наружная резьбовая поверхность. ст - степень точности резьбы; нарезание резьбы будет осуществляться резьбонарезной головкой. Распределим виды обработки по этапам обработки с указанием суппортов для выполнения соответствующих движений инструментов табл. 4.2. Таблица 4.2 Формирование этапов обработки Этап обработки Продольный суппорт (по оси Z) Поперечный суппорт (по оси Х) Черновой Точение 1 Точение 3 Точение 5 Точение 6 Сверление, 8 Зенкование 9 Сверление 13 Сверление 14 Точение 3 Точение 5 Нарезание резьбы 10 Зенкерование 8 Зенкерование 13 Точение 3 Развертывание 13 Подрезание 2 Подрезание 4 Подрезание 7 Точение 11 Точение 12 Подрезание (Отрезание) 15 Получистовой Чистовой Отрезание детали с получением поверхности 15 будет выполняться после выполнения всех этапов обработки. Нарезание резьбы желательно выполнять в последнем этапе обработки. Получение наружной фаски 6 выполнять после окончательной обработки поверхности 5. Получение внутренней фаски 9 выполнять после окончательной обработки поверхности 13. Сформируем последовательность выполнения переходов. При формировании обработки комплексной детали будем исходить из планов обработки элементарных поверхностей. Токарно-револьверный станок нормальной точности оснащен револьверной головкой с горизонтальной осью вращения, которая имеет 16 гнёзд для закрепления режущих инструментов. Особенности обработки на станках данного типа: - при обработке деталей из прутка базой в осевом направлении служит правый торец детали; 116 - при обработке детали из прутка на первой позиции производится выдвижение прутка до упора; - поперечного суппорта на этом станке нет, поэтому поперечное перемещение инструментов на этом станке осуществляется за счет круговой подачи револьверной головки; - на станке могут быть реализованы следующие виды обработки: черновой, получистовой и чистовой; - обработка осуществляется за один установ и несколько позиций, выполняемых последовательно; - обеспечение размеров, указанных на чертеже детали, производится настройкой станка с помощью упоров. При необходимости проводится подстройка резцов в резцедержателях. - в одной позиции для выполнения переходов возможно только одно направление подачи; - выполнение резьбообразующего перехода выделять в отдельную позицию перед отрезкой детали; - при обработке из прутка последняя позиция отводится под отрезку детали. При формировании инструментальных позиций необходимо учитывать принцип максимальной концентрации элементарных технологических переходов, что обеспечит более рациональное использование всех инструментальных гнезд револьверной головки. Пример по формированию вариантов технологических переходов и инструментальных позиций приведен в табл. 4.3. Из приведенной таблицы видно, что для реализации первого варианта необходимо 19 гнезд для размещения инструмента, а револьверная головка рассчитана только на 16 гнезд. Для реализации второго варианта понадобится только 9 гнезд. Можно было предложить еще несколько вариантов для обработки данной детали на данном станке, которые будут отличаться производительностью, удобством настройки станка точностью обработки и др., поэтому необходимо анализировать варианты и использовать оптимальный. Рассмотренный пример можно применить и к обработке на станке с ЧПУ, что особенно актуально для выбора конкретной модели станка при технологической подготовке производства. На основании выбранных в табл. 4. 3 технологических переходов по обработке поверхностей комплексной детали формируем технологические эскизы, которые оформляем в соответствии с позициями (рис. 4.4). Для выбранного варианта выполнения технологических переходов и позиций формируется и оформляется технологическая карта обработки табл. 4.4. 117 Таблица 4.3 Варианты формирования переходов и позиций № оп. Наименование операции Уст . 2 3 005 Токано- А револьверная Варианты 1 № № поз. пер. и.г. 1 4 5 I Содержание перехода 2 Вид по точ. Вид по сл-ти 7 8 Вид. движ. по осям 9 № № поз. пер. и.г. Подать пруток до упора Z I C,X II 1 Подрезать торец Чер. 7 Эл. III 2 Точить поверх- Чер. ность 1 выдерживая размеры 1,2 Блоч. C,Z 6 1 Подрезать, торец Чер. Эл. 7, выдерживая размер 1 III 2 Точить поверх- Чер. Спос. C,Z ность 1, выдерживая размеры 1и 2 IV 3 Сверлить отвер- Чер. Спар. C,Z стие 8, с образованием фаски 14 выдерживая размеры 1,2,3,4 V 4 Сверлить отвер- Чер. Эл. стие 13 выдерживая размер 1 и 2 118 II C,Z 10 11 Содержание перехода 12 Вид по точ. Вид по сл-ти 13 14 Подать пруток до упора Сверлить отверстия 8 и 13, с образованием фаски 14 выдерживая размеры 3,4,5,6. Вид движ. по осям 15 Z C,X Продолжение табл. 4.3 1 2 3 5 5 VII 6 VIII 7 IX 8 X 9 XI 10 119 4 VI 6 7 8 Точить поверх- Чер. Эл. ность 3, выдерживая размер 1 и 2 Точить поверх- Чер. Эл. ность 5, выдерживая размер 1 и 2 Точить канавку 11 Чер. Спар. с подрезкой торца 4, выдерживая размеры 1,2,3. Точить канавку 12 Чер. Спар. с подрезкой торца 2, выдерживая размеры 1,2,3. Точить поверх- П/ч Эл. ность 3, выдерживая размер 1 и 2. Точить поверх- П/ч Эл. ность 5, выдерживая размеры 1 и 2. 9 C,Z 10 IV 11 3 12 13 14 Точить поверхно- Чер. Блоч. сти 3 и 5, выдерживая размер 1,2,3,4. 15 C,Z V 4 Точить канавки Чер. Блоч. 11,12 с подрезкой торцов 4,2, выдерживая размеры 1,2,3,4,5,6. C,X VI 5 Точить поверхно- П/ч сти 3,5, и фаску 6, выдерживая размер 1,2,3,4,5,6 зенкеровать поверхности 8, 13, выдерживая размеры 7,8,9,10 C,Z C,Z C,X C,X C,Z C,Z Блоч. Окончание табл. 4.3 1 2 3 5 11 XIII 12 XIV 13 XV 14 XVI 15 XVII 16 XVIII 17 XIX 18 120 4 XII 6 7 Точить фаску Чер. 6,выдерживая размеры 1,2. Зенкеровать по- П/ч верхность 8, выдерживая размеры 1,2. Зенкеровать по- П/ч верхность 13, выдерживая размеры1,2. Точить поверх- Чис. ность 3, выдерживая размер 1 и 2. Развернуть по- Чис. верхность 13, выдерживая размер 1 и 2. Зенковать фаску 9 Чер. выдерживая размер 1 и 2. Нарезать резьбу П/ч 10 Отрезать деталь с Чер. образованием поверхности 15 8 Эл. 9 C,Z Эл. C,Z Эл. C,Z Эл. C,Z Эл. C,Z Эл. C,Z Спар. C,Z Эл. C,X 10 14 15 Точить поверх- Чис/ч Бло ность 3, выдержи- ер ч. вая размер 1, развернуть поверхность 13 выдерживая размеры 2,3 зенковать фаску 9, выдерживая размеры 4,5. C,Z VIII 7 Нарезать резьбу 10. П/ч C,Z IX Отрезать деталь с Чер. образованием поверхности 15 выдерживая раз-р 1 VII 11 6 8 12 13 Спа р. Эл. C,X Технологические эскизы № гнезда № позиции 1 I 2 II 3 III 4 Рис. 4.4 (начало). Технологические эскизы по позициям 121 Технологические эскизы № гнезда № позиции 5 IV 6 V Рис. 4.4 (продолжение). Технологические эскизы по позициям 122 Технологические эскизы № гнезда № позиции 7 VI 8 9 VII 10 Рис. 4.4 (продолжение). Технологические эскизы по позициям 123 Технологические эскизы № гнезда № позиции 11 VIII 12 IX Рис. 4.4 (окончание). Технологические эскизы по позициям 124 Таблица 4.4 Технологическая карта обработки комплексной детали « втулка» Модель станка Деталь Втулка Операц. 005 Установ А № обрабатываемых поверхн. № позиций I 1341 Приспособлениецанга № инструменталь ных гнёзд 1 инструмент вид выполняемого перехода режущий кол . вспомогательный упор 7 2 элементарный 13, 8,14 3 блочный 1 4 IV 2,3,4,5, 5 V 11,12 II НГТУ, кафедра «Технология и оборудование машиностроения» 1 резцедержатель сверло комби- 1 нир., резец проходной 2 втулка переходная резцедержатель державка блочный резцы ные резцедержатель державка 60 блочный резцы канавочн. 13,8 7 блочный 3,5,6 8 VII 13 3 9 10 VIII 10 11 15 12 III VI IX 3 2 15 5 16 6 14 7 13 8 12 9 10 элементарный элементарный проход- Всего гнёзд 16, из них: ∅20 – 1,5,7,9,11,13 ∅30 – 2,3,4,8,12,14 ∅40 – 6,10,15,16 11 125 2 2 1 зенкер комбинированный резцы проход3 ные резцедержатель державка втулка ходная пере- державка резцедержатель 1 1 втулка переходная резцедержатель державка резцы 3 резьбовая ловка резец отрезной 1 резцедержатель развертка резец проходной Характеристика револьверной головки 1 4 блочный резец подрезной го- 4.2. Определение припусков, назначение допусков, расчет промежуточных размеров и размеров заготовки В соответствии с ГОСТ 3.1109 [9], припуск – это слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств обрабатываемой поверхности. К свойствам обрабатываемой поверхности относятся размеры, форма, твердость, шероховатость и т.п. Для получения заданных в чертеже точности и качества каждой элементарной поверхности необходимо выполнить определенное количество видов обработки. В результате обработки с каждой элементарной поверхности заготовки снимается общий припуск, который представляет собой сумму операционных припусков и (или, если операция одна) промежуточных припусков, удаляемых с данной поверхности, при выполнении определенного количества видов обработки (переходов). Промежуточный припуск – это слой материала, удаляемый с поверхности при выполнении определенного вида (перехода) обработки внутри операции. Необходимо различать расчетное значение припуска и действительную величину слоя материала, удаляемую при обработке. Величина действительного значения слоя материала, удаляемого при обработке, может колебаться в широких пределах и определяется разностью действительных размеров на выполняемом и предшествующем виде (переходе) обработки для данной поверхности. Установление оптимальных значений припусков имеет важное технико-экономическое значение. Завышение значений припусков приводит к лишнему расходу материалов при изготовлении деталей, увеличивает трудоемкость и себестоимость обработки и др. Занижение значений припусков не позволяет удалить дефектный поверхностный слой и обеспечить получение требуемой точности и качества обрабатываемой поверхности, что вызывает брак и повышает себестоимость выпускаемых деталей. Различают односторонний припуск Z (рис. 4.5, а), понимая под ним слой материала, удаляемый с какой-либо одной плоской (торцовой) поверхности заготовки, или двухсторонний 2Z, удаляемый (параллельно) с двух плоскостей или торцов (рис. 4.5, б), а также с наружных и внутренних цилиндрических поверхностей заготовки (рис. 4.5, в). При определении значений припусков различают минимальные, максимальные и номинальные припуски. Минимальный припуск Zmin – это минимальный слой материала, который должен быть удален на выполняемом переходе и быть достаточным для устранения погрешностей обработки и дефектов поверхностного слоя, полученных на предшествующем переходе или при получении заготовки и компенсации погрешностей, возникающих при установке заготовки на данном переходе. 126 Z а) Z Z 2Z 2Z б) 2Z 2Z в) Рис. 4.5. Расположение припуска: а – односторонний припуск, удаляемый с наружной и внутренней плоской или торцовой поверхности; б – двухсторонний припуск удаляемый (параллельно), с двух наружных или внутренних плоских поверхностей; в – двухсторонний припуск, удаляемый при обработке наружной или внутренней цилиндрической поверхности Максимальный припуск Zmax – это максимальный слой материала, который может быть удален на выполняемом переходе с учетом значений допусков на выполняемом и предшествующем переходе (или заготовки). Максимальное расчетное значение припусков используют в качестве глубины резания t при определении режимов резания, выборе инструмента, определении силы резания, мощности резания и др. Номинальный припуск Zном – разность номинальных размеров до и после обработки на данном переходе. 127 Основной величиной для определения промежуточных размеров является минимальный припуск. В технологических расчетах используют два метода для определения минимального значения припуска: опытно-статистический и расчетноаналитический. Опытно-статистический метод предполагает определение общих и промежуточных припусков по таблицам, составленным на основании обобщения и систематизации производственных наблюдений. Недостатком данного метода является то, что установление значений припусков производится без учета конкретных условий выполнения технологической операции. Расчетно-аналитический метод (разработан проф. В.М. Кованом) позволяет рассчитывать промежуточные значения минимальных припусков по формулам, учитывающим конкретные условия обработки. При опытно-статистическом методе минимальное значение припуска Zmin для любых видов поверхностей определяется по таблицам (см. прил. 2). При расчётно-аналитическом методе минимальное значение припуска Zmin при обработке плоской поверхности или торцевой (односторонний припуск) определяется по формуле Z min = ( Rz + h + Δ Σ ) i-1 +εуi, (4.1) где Rz i – 1 – высота микронеровностей поверхности, которая осталась после выполнения предшествующего перехода или полученная при изготовлении заготовки; hi–1 – глубина дефектного поверхностного слоя, оставшегося при выполнении предшествующего перехода или полученная при изготовлении заготовки; ∆∑i – 1 – суммарные отклонения расположения поверхности и отклонения формы, возникающие при выполнении предшествующего перехода или полученные при изготовлении заготовки; εуi – погрешность установки заготовки на выполняемом переходе. Минимальное значение припуска 2Zmin противолежащих плоских поверхностей или торцевых, обрабатываемых параллельно (двухсторонний припуск) определяется 2 Z min = 2[( Rz + h + Δ Σ ) i-1 + ε у i ] . (4.2) Минимальное значение припуска 2Zmin при обработке наружных или внутренних цилиндрических поверхностей (двухсторонний припуск) определяется 128 2Z min = 2[( Rz + h) + Δ2Σi −1 + ε 2уi ] . (4.3) Суммарная погрешность ∆∑ i – 1 расположения поверхности и отклонения ее формы, возникающие при выполнении предшествующего перехода или полученные при изготовлении заготовки, может состоять из нескольких составляющих, например, если заготовка имеет одновременно кривизну (∆1), овальность (∆2) и др. погрешности (∆n). В этих случаях значение ∆∑ при обработке наружных или внутренних цилиндрических поверхностей рассчитывается по формуле Δ Σ = Δ21 + Δ22 + ... + Δ2n . (4.4) При обработке плоской поверхности или торцевой, или противолежащих плоских поверхностей или торцевых, обрабатываемых параллельно значение ∆∑ рассчитывается по формуле ∆∑=∆1 + ∆ 2 + ….∆n . (4.5) Определение Δ Σ для частных случаев приведены в специальной литературе [21, 22, 27, 32, 33, 36, 37 и др.]. Погрешность установки εу определяют как сумму, погрешностей базирования εб, погрешности закрепления εз и погрешности приспособления εпр. При обработке наружных или внутренних цилиндрических поверхностей рассчитывается по формуле ε у = ε б2 + ε 2з + ε 2пр . (4.6) При обработке плоской поверхности или торцевой, или противолежащих плоских поверхностей или торцевых, обрабатываемых параллельно рассчитывается по формуле εу = εб + εз + εпр. (4.7) Если погрешность базирования отсутствует, то составляющую εб , в формулах (4.6), (4.7) не учитывают. Определение значений εб для различных случаев приведено в [16, 17, 21, 26, 34, 35, 36 и др.]. Расчёт значений минимального припуска по формулам (4.1) – (4.3) производится при методе автоматического получения размеров, т.е. на настроенном оборудовании. Значение минимального припуска при методе индивидуального получения размеров рассчитывается по формулам (4.1) – (4.3) с заменой в них при расчетах погрешности установки εу на погрешность выверки εв. 129 Расчет значений εпр, εв приведен в учебной и справочной литературе, например [16,17, 21, 26, 34, 35, 36 и др.]. Формулы для расчета значений Z min могут видоизменяться, например: - при обработке отверстий самонастраивающимися инструментами (протяжками, развертками, хонами и др.) и при бесцентровом шлифовании составляющую εу из формулы исключают; - для серого и ковкого чугуна, а также цветных металлов и сплавов после первого перехода и для стали после термической обработки слагаемое h из формул исключают; - в связи с закономерным уменьшением отклонений расположения и формы поверхностей при обработке за несколько видов (переходов), после чистового вида обработки значением ΔΣ можно пренебречь. Для расчета диаметральных промежуточных размеров и размеров заготовки, а также при расчете линейных размеров строят схему расположения припусков и допусков от размеров детали до размеров заготовки (рис. 4.6) с учетом количества видов обработки (переходов). Максимальное значение припуска на обработку для методов опытностатистического и расчётно-аналитического определяется: • для одностороннего припуска Z max i = Z min i + T i-1+ T i ; (4.8) • для двухстороннего припуска 2Z max i = 2Z min i + T i-1 + Ti , (4.9) где Тi-1 - допуски размеров на предшествующем этапе (переходе); Тi - допуски размеров на выполняемом переходе. Последовательность определения предельных и номинальных промежуточных размеров детали и размеров заготовки [31]. 1. Построить схему расположения припусков и допусков с учетом принятого количества видов обработки (схема может быть изменена после определения или расчета режимов обработки, что может повлечь введение дополнительных переходов или рабочих ходов). Построение схемы на рассматриваемую элементарную поверхность детали начинается с изображения номинального размера, заданного на чертеже, и расположения его поля допуска. Далее изображаются величина минимального припуска на окончательном виде обработки (переходе) и величина допуска предшествующего вида обработки (перехода), далее величина минимального припуск на предшествующем виде обработки (переходе) и так далее в зависимости от количества необходимых видов обработки (переходов) (рис. 4.6). 130 Значения величин допусков и припусков на схеме изображаются произвольно с увеличением их величины к заготовке. 2. Выбрать метод определения припуска. Если выбран метод опытно-статистический, то выбрать значения величины Z min i для каждого вида обработки по табл. П. 2.2, П. 2.3. Если выбран метод расчетно-аналитический, то необходимо рассчитать минимальное значение величины припуска Z min i по формулам (4.1) – (4.3). Значение величины h для промежуточных видов обработки приведены в табл. П. 2.1, для заготовок - по табл. П. 2.5 - П. 2.9. Параметр Rz для поверхностей заготовок – по этим же таблицам, для промежуточных видов – по формуле Rz = 0.2 · Т, (4.10) где Т – допуск соответствующего вида обработки. Для перевода значений Rz в Ra можно воспользоваться следующими зависимостями: для точения, строгания, фрезерования Rz = 5Ra; для упрочняющей обработки Rz = 4Ra ; для остальных методов Rz = 5,5 Ra. Значения величин Δ∑, εy можно найти в специальной литературе [16], [17], [21], [26], [34], [35], [36] и др. Если в технологическом процессе имеется операция термообработки, то значение Δ∑ и получаемый квалитет следует уточнить по прил. 2, табл. П 2.4. 3. Определить числовые значения допусков в соответствии с видом обработки поверхности и принятым квалитетом по прил. 2, (табл. П.2.11) или точностью изготовления заготовки (табл. П.2.8, П.2.9). 4. Рассчитать значения Z max i в зависимости от вида припуска по формулам 4.8 или 4.9. 5. Рассчитать предельные промежуточные размеры при обработке и размеры заготовки. Предельные промежуточные размеры для предшествующего вида обработки (перехода), а также предельные размеры заготовки для наружных поверхностей определяются по следующим формулам: - при одностороннем припуске (плоскости) Аmaxi-1= Аmaxi + Zmini + Ti-1 , (4.11) Аmini-1= Аmaxi + Zmini; (4.12) - при двухстороннем припуске (наружная цилиндрическая) Аmaxi-1= Аmaxi + 2 Zmini + Ti-1 , (4.13) Аmini-1= Аmaxi + 2 Zmini . (4.14) 131 Amin i-1 заготов- Aном заготовки Amin заготовки Amax 132 Amax i Amin i Amax i-1 2Zmin i 2Zном i-1 2Zmin i-1 2Zmax i-1 T i-1 2Zном i Ti 2Zmax i Ti Amin i-1 T i-1 2Zmin i-1 Amax заготовки Amin заготовки 2Zmax i-1 2Zmin i 2Zном i-1 i 2Zном 2Zmax i Аном заготовки Amax i-1 Amax i Amin i а) б) Рис. 4.6. Схемы расположения припусков, допусков и промежуточных размеров для двух видов обработки (переходов): а – для вала; б – для отверстия Для внутренних поверхностей: - при одностороннем припуске (плоскости) Аmaxi-1= Аmini - Zmini , (4.15) Аmini-1= Аmini - (Zmini + Ti-1) ; (4.16) - при двухстороннем припуске (внутренние цилиндрические, плоскости при параллельной обработке) Аmaxi-1= Аmini - 2 Z mini , Аmini-1= Аmini - (2Z mini + Ti-1) . (4.17) (4.18) Рассчитывать промежуточные линейные размеры по проведенной методике можно только в тех случаях, когда решение не требует составления технологических размерных целей. Квалитеты и предельные отклонения для поверхностей заготовки выбираются по таблицам прил. 2 или по соответствующим ГОСТам. 6. Выбрать расположение допуска для каждого из видов обработки и рассчитать номинальные размеры для всех видов обработки и номинальные размеры заготовки. Расположение поля допуска для промежуточных номинальных размеров следует указывать так, чтобы допуск был по возможности направлен «в тело» детали. То есть для размеров «охватываемых» (наружная цилиндрическая поверхность, наружная плоскость) расположение допуска следует назначать, как для основного вала (h) – в минус. Для размеров «охватывающих» (внутренняя цилиндрическая, паз) расположение допуска следует назначать, как для основного отверстия (H) – в плюс. В остальных случаях или, например, при обработке на станках с ЧПУ, рекомендуется применять симметричное расположение допуска. Номинальные размеры для соответствующих видов заготовок определяют в зависимости от расположения поля допуска. Для отливок расположение поля допуска рекомендуется назначать симметрично относительно номинального размера заготовки. Для поковок (штамповок) расположение поля допуска рекомендуется назначать следующим образом: для наружных поверхностей – 2/3 допуска в « + » и 1/3 в « - »; для внутренних поверхностей наоборот – 1/3 в « + » и 2/3 в « - ». Для проката расположение поля допуска выбирают по соответствующим ГОСТам или по прил. 2 (см. табл. П. 2.5 – табл. П. 2.7). Номинальные расчетные размеры можно округлять в зависимости от величины допуска. Если допуск номинального размера имеет: два знака 133 после запятой, то до сотых (например, 80.05 - 0.35); один знак после запятой, то до десятых (например, 80.2 - 0.1). 7. Данные расчета представить в табличной форме (например, см. табл. 4.6, 4.7). 8. Рассчитанные значения номинальных размеров с отклонениями необходимо проставить на операционных эскизах и на чертеже заготовки. Рассмотрим расчет припусков и промежуточных размеров и размеров заготовки на примере обработки наружной цилиндрической поверхности вала Ø 80 h9 (-0,074) [31]. Исходные данные: - эскиз детали (рис. 4.7); - заготовка – штамповка; - материал детали – Ст 40; - термообработка – закалка (HRC 50..55); - тип производства крупносерийный. Ra 12,5 5O 80h9(-0,074) Ra 12,5 70h12(-0,3) 70h12(-0,3) Ra 3,2 200 300 Рис. 4.7. Эскиз детали «вал» Решение задачи произведём расчетно-аналитическим методом. 1. Для элементарной поверхности Ø 80 h9 (-0,074) определяем по прил. 2, табл. П. 2.1 количество видов обработки и квалитеты. Черновой и получистовой виды обработки будем выполнять точением, чистовой вид обработки - шлифованием. После получистового вида обработки производится термообработка. Согласно данным, приведенным в специальной литературе [33] квалитет после термообработки увеличивается на один (табл. П. 2.4), поэтому допуск на получистовое точение (Т п/ч) принимаем по 11 - му квалитету, а допуск после термообработки (Т п/ч терм ) принимаем по 12 - му квалитету. Виды, методы и квалитеты для обработки элементарной поверхности Ø 80 h9 (-0,074) сводим в табл. 4.5. Точность изготовления заготовки (штамповки) принимаем по 16-му квалитету. 134 Таблица 4.5 Виды, методы, и квалитеты для обработки элементарной поверхности Поверхность Наружная цилиндрическая поверхность Ø 80 h9 (-0,074) Вид обработки Заготовка Черновой Получистовой Термообработка Чистовой Квалитет 16 12 11 12 9 Допуск 2.2 0.35 0.22 0.35 0.074 Метод обработки Штамповка Точение Точение Шлифование 2. Строим схему расположения припусков и допусков с учетом принятого количества видов обработки (см. рис. 4.8). 3. Так как выбран расчетно-аналитический метод решения, то рассчитываем минимальное значение припуска 2Zmin по формуле (4.3). Для расчета определяем значения Rz, h, ∆∑, εу. Значение Rz для заготовоки определяем по табл. П.2.10, а для промежуточных видов – по формуле (4.10) с приведением к рекомендуемым значениям по ГОСТ 2779-73[8] . Значение h для заготовки определяем по табл. П.2.10, для промежуточных видов обработки по табл. П.2.1. Рассчитываем суммарное отклонение формы и расположения ∆∑ для рассматриваемой поверхности при обработке штамповки круглого сечения в центрах по формуле [34]. 2 2 ∆∑ = Δ Σ κ + Δ Ц , (4.19) где Δ Σк – общее отклонение от прямолинейности оси, мкм; ∆ц – смещение оси заготовки в результате погрешности при центрировании, мкм. Отклонения от прямолинейности оси поверхности заготовки определяем по формуле в зависимости от ее удельной кривизны: ΔΣ κ = Δ κ ⋅ l , (4.20) где ∆к – отклонение оси заготовки от прямолинейности, мкм на 1мм (удельную кривизну заготовки принимаем 1.8 мкм на 1 мм – для штамповок типа валов с диаметром штамповки до от 80 до 120 мм); l – расстояние от середины обрабатываемой поверхности до ближайшей опоры, мм . Так как заготовка обрабатывается в центрах то принимаем расстояние до середины l = 150 мм. Производим расчет: 135 Δ Σ κ = Δ κ ⋅ l = 1.8 · 150 = 270 мкм. Смещение оси заготовки при зацентровке на фрезрно-центровальном станке рассчитываем по формуле 2 Δ Ц = 0,25 Т З + 1 , (4.21) где Тз - допуск на диаметральный размер базовых поверхностей заготовки, использованных при получении центровых отверстий. Так как базирование на фрезерно-центровальной операции осуществляется по двум необработанным наружным цилиндрическим поверхностям (Ø 70 h12) 16 - го квалитета. Величина допуска по 16 – му квалитету для данных поверхностей составит - 1.9 мм. 2 Δ Ц = 0,25 Т З + 1 = 0, 25 1 .9 2 + 1 = 0.53 мм, или 530 мкм. Рассчитываем суммарное отклонение формы и расположения для рассматриваемой поверхности заготовки: 2 2 ∆∑ = Δ Σ κ + Δ Ц = 270 2 + 530 2 = 594 мкм. Определяем величину остаточного отклонения расположения поверхностей заготовки ∆∑ост для промежуточных видов обработки по формуле [34]: ∆∑ост = ку · ∆∑, (4.22) где ку - коэффициент уточнения; ∆∑ - суммарное отклонение расположения поверхностей заготовки. Принимаем согласно [34]: ку = 0.06 – после чернового точения; ∆∑ост = ку · ∆∑ = 0.06 · 594 = 35.6 мкм. Принимаем 36 мкм; ку = 0.05 – после получистового точения; ∆∑ост = ку · ∆∑ = 0.05 · 36 = 1.8 мкм. Принимаем 2 мкм. После термообработки рассчитываем отклонение от прямолинейности оси по табл. П. 2.4 (см. прил. 2) по формуле ∆∑ост = ∆ИСХ + 0.02 К, (4.23) где К – коэффициент; ∆ИСХ – исходная погрешность. Определяем коэффициент К: К = 0.004Г + 1, 136 (4.24) где Г – наибольший габаритный размер детали (так как обработка производится в центрах, то Г = 300 мм.). К = 0.004 ·300 + 1 = 2.2 мм, ∆∑ост = 0.002 + 0.02 · 2.2 = 0.046 мм, или 46 мкм. После чистового шлифования ∆∑ост = ку · ∆∑ = 0.03 · 46 = 1.4 мкм. Определяем погрешность установки заготовки при базировании в центрах для чернового вида обработки [38] 2 ε y.з.з = εб + εз 2 , (4.25) где ε б – погрешность базирования, мкм ( ε δ = 0 ); ε з – погрешность закрепления, мкм. Так как при зацентровке происходит смещение центровых отверстий относительно рассматриваемой поверхности, то рассчитаем ε з [38] которая и будет составлять погрешность установки ε у.заг = ε з= 0.25 ·Тз = 0.25 · 1.9 = 0.475 мм или = 475 мкм. где Тз – допуск на диаметральный размер заготовки, мкм. Так как базирование осуществляется по двум цилиндрическим поверхностям 16 - го квалитета, то допуск будет составлять 1.9 мм. Погрешности установки на промежуточных видах обработки детали в центах принимаем равными нулю. Определяем минимальные значения припуска для каждого вида обработки по формуле (4.3) - величина припуска на черновой вид обработки: 2 Zmin чер = 2 [(150 + 200) + 594 2 + 475 2 ] = 2220 мкм, или = 2.22 мм; - величина припуска на получистовой вид обработки: 2 Zmin п/ч = 2 [(63 + 80) + 36 2 + 0 2 ] = 358 мкм, или = 0.36 мм; - величина припуска на чистовой вид обработки: 2 Zmin чис = 2 [(40 + 35) + 36 2 + 0 2 ] = 242 мкм, или = 0.24 мм. 4.Численные значения допусков для промежуточных видов обработки и заготовки приведены в табл. 4.6. 137 5. Определяем значение максимальных припусков для каждого вида обработки по формуле (4.8): - для чернового вида обработки: 2 Z max чер = 2 Zmin чер + Тзаг + Тчер = 2.22 + 2.2 + 0.35 = 4.77 мм; - для получистового вида обработки: 2 Z max п/ч = 2 Zmin п/ч + Тчер + Тп/ч терм = 0.36 + 0.35 + 0.35 = 1.06 мм; - для чистового вида обработки: 2 Z max чис = 2 Zmin чис + Тп/ч терм + Тчис = 0.24 + 0.35 + 0.074 = 0.664 мм. 6. Определяем предельные промежуточные размеры и окончательные предельные размеры заготовки по формуле (4.14): Аmin п/ч = Аmax чис + 2 Z min чис = 80 + 0.24 = 80.24 мм; Аmax п/ч = Аmin п/ч + Тп/ч терм = 80.24 + 0.35 = 80.59 мм; Аmin чер = Аmin п/ч + 2 Z min п/ч = 80.59 + 0.36 = 80.95мм; Аmax чер = Аmin чер + Тчер = 80.95 + 0.35 = 81.3 мм; Аmin заг = Аmax чер + 2 Z min чер = 81.3 + 2.22 = 83.52 мм = 83.5 мм; Аmax заг. = Аmin заг + Тзаг = 83.5 + 2.2 = 85.7 мм. Полученные результаты сводим в табл. 4.7. Схема расположения припусков, допусков, промежуточных предельных размеров детали и размеров заготовки представлена на рис. 4.8. Таблица 4.6 Расчет припусков, промежуточных размеров детали и размеров заготовки расчетно-аналитическим методом на ∅ 80 h9 (- 0.074 ) Вид заготов- Элементы припуска, ки и план мкм обработки Rzi-1 hi-1 Δ ∑i-1 ε i поверхности Штамповка Допуск 2Zmin 2Zmax Предельные размеры, мм размера Т, Аmаx Аmin мм 150 200 594 2,20 - черновое 63 80 36 475 0,35 п/чистовое 40 35 2 0,22 Термообработка 40 35 46 0,35 1,4 0,074 Исполнительный размер 85,70 83,50 84,20 +−10,,57 2,22 4,77 81,30 80,95 81,30-0,35 0,36 1,06 80,59 80,24 80,59-0,22 80,59 80,35 Точение: Шлифование: 3,2 - чистовое 138 0,24 0,664 80,00 79,926 80-0,074 Рис. 4.8. Схема расположения припусков, допусков, промежуточных предельных размеров детали и размеров заготовки для ∅ 80 h9 (- 0,074) (значения приведены для расчетно-аналитического метода) Произведем расчет опытно-статистическим методом [31]. 1. Для элементарной поверхности Ø 80 h9 (-0.074) определяем по прил. 2, табл. П. 2.1 количество видов обработки и квалитеты. Назначаем методы для обработки элементарной поверхности Ø 80 h9 (-0.074) и сводим в табл. 3.3. 2. Строим схему расположения припусков и допусков с учетом принятого количества видов обработки (рис. 4.8). 139 3. Значение 2Zmin определяем для каждого вида обработки по табл. П. 2.3. Так как L/D = 300/80 = 3.75, то значения 2Zmin находим в интервале длин 1,5D…6D и в интервале диаметров от 50 до 120 и сводим их в табл. 4. 7. Для чернового вида обработки с учетом метода получения заготовки –штамповка 2Zmin = 1.4, для получистового вида обработки 2Zmin = 0.4. Так как после получистового вида обработки следует термообработка, то значение снимаемого припуска 2Zmin необходимо увеличить. Это вызвано тем, что в процессе термической обработки происходит искажение формы и расположения поверхности детали (в соответствии с табл. П.2.4, приложения 2), которые должны компенсироваться увеличением значения 2Zmin при чистовой обработке. Поэтому выбираем значение 2Zmin для чистовой обработки, как для получистовой обработки 2Zmin = 0.4. 4. Определяем числовые значения допусков в соответствии с видом обработки для данной поверхности и квалитетом (см. табл. 4.5) Так как после термообработки квалитет увеличивается на один [33], то после термообработки допуск принимаем как для чернового вида обработки Т п/ч терм = 0.35мм. Полученные данные сводим в табл. 4.7. 5. Определяем предельные промежуточные предельные размеры и окончательные предельные размеры заготовки Аmin п/ч = Аmax чис + 2Z min чис = 80 + 0.4 = 80.4 мм; Аmax п/ч = Аmin п/ч + Тп/ч терм = 80.4 + 0.35 = 80.75 мм; Аmin чер = Аmin п/ч + 2Z min п/ч = 80.75 + 0.4 = 81.15мм; Аmax чер = Аmin чер + Тчер = 81.15 + 0.35 = 81.50 мм; Аmin заг = Аmax чер + 2Z min чер = 81.50 + 1.4 = 82.90 мм; Аmax заг. = Аmin заг + Тзаг = 82.90 + 2.2 = 85.10 мм. 6. Определяем значения Z max для каждого вида обработки (формула (4. 9)): 2Z max чер = 2Z min чер + Тзаг + Тчер = 1.4 + 2.2 + 0.35 = 3.95 мм; 2Z max чис = 2Z min чис + Тп/ч терм + Тчис = 0.4 + 0.35 + 0.074 = 0.824 мм. Полученные результаты сводим в табл. 4.7. Численные значения на схеме расположения припусков, допусков, промежуточных предельных размеров детали и размеров заготовки (рис. 4.8) необходимо заменить согласно табл. 4.7. Для расчета линейных промежуточных размеров и размеров заготовки выявляются и рассчитываются технологические размерные цепи. Технологические размерные цепи всегда относится к одной детали и могут быть двух видов. 140 Таблица 4.7 Определение припусков, расчет промежуточных размеров и размеров заготовки опытно статистическим методом на ∅ 80 h9 (- 0.074) Вид заготовки и план обработки поверхности Допуск размера Т, мм Штамповка 2,20 Точение: - черновое п/чистовое 0,35 0,22 Термообработка 0,35 2Zmin 1,4 0,4 2Zmax 3,950 1,100 Предельные размеры, мм Аmаx Аmin Исполнительный размер 85,10 82,90 83,60 +−10,,57 81,50 80,75 81,15 80,53 81,50-0,35 80,75-0,22 80,75 80,40 80,00 79,926 Шлифование: - чистовое 0,074 0,4 0,824 80-0,074 В технологических цепях первого вида исходным звеном является припуск, ограниченный только по наименьшему значению. Неизвестный промежуточный размер или размер заготовки определяется из условия обеспечения минимального припуска при выполнении определенного вида обработки. Величина минимального припуска может определяться опытно-статистическим методом (по таблицам) или расчётноаналитическим методом. В технологических цепях второго вида исходным звеном могут являться: 1) конструкторский размер, получаемый косвенным путем; 2) припуск, ограниченный по наименьшему и наибольшему значению (припуск ограничивается по двум предельным значениям в тех случаях, когда размерные цепи относится к поверхностям, подвергающимся цементации, закалке, или другим видам поверхностной обработки). В первом случае неизвестный промежуточный размер или размер заготовки определяется из условия выполнения конструкторского размера в пределах заданного чертежом допуска. Во втором случае неизвестный промежуточный размер определяется из условия обеспечения минимально необходимой величины упрочненного слоя. В данном случае, припуск (так, как припуск задан вполне определенной величины) становится составляющим звеном размерной цепи. Методы расчета технологических размерных цепей. 1. Метод «максимум – минимум». Расчет технологических размерных цепей производится по данному методу в случаях, когда размерная 141 цепь содержит два составляющих звена или независимо от числа составляющих звеньев, когда в размерную цепь входит размер заготовки. 2. Вероятностный метод. Расчет технологических размерных цепей производится по данному методу в случаях, когда число составляющих звеньев три и более, и при отсутствии в размерной цепи размера заготовки. Расчетные формулы для решения технологических размерных цепей. 1. Номинальный размер замыкающего звена равен m n 1 1 АΔ = ∑ Ai − ∑ Ai , (4.26) где m, n – количество увеличивающих и уменьшающих звеньев, соответственно. Из данного уравнения определяют номинальный размер искомого составляющего звена. 2. Допуск замыкающего звена определяется по следующим формулам в зависимости от метода расчета: - при использовании метода «максимум – минимум» m+n ∑Т Т АΔ = 1 i , (4.27) где ТАi – допуск составляющего звена, мкм; - при использовании вероятностного метода m+n ∑λ Т АΔ = t ⋅ 1 2 i ⋅ Т Аi2 , (4.28) где t – коэффициент риска, который характеризует вероятность попадания размера замыкающего звена в регламентированные пределы. Значение коэффициента t выбирают в зависимости от принятого процента риска. При проектировании наиболее часто выбирают t = 3, что соответствует вероятности попадания замыкающего звена в регламентированные пределы с вероятностью p = 99.73 %; λ – относительное средне квадратичное отклонение, характеризует закон распределения погрешности составляющего размера. Иногда произведение t · λ заменяют на Кi – коэффициент относительного рассеивания и тогда формула имеет вид Т АΔ = m+ n ∑Т 1 142 2 Аi ⋅ К i2 , (4.29) Если значение Кi – принимается одинаковым для всех составляющих звеньев, то формула (4.29) принимает вид Т АΔ = K m+n ∑Т 2 Аi 1 . (4.30) Из уравнений (4.29), (4.30) определяют искомый допуск составляющего звена ТАxi . Значения коэффициентов при расчете вероятностным методом в зависимости от числа составляющих звеньев приведены в табл. 4.6 (при t = 3). Таблица 4. 8 Значения коэффициентов в зависимости от числа составляющих звеньев Число звеньев Три Более трех λср 1/5.4 1/6 кср 1.3 1.2 3. Предельные размеры замыкающего звена определяют по формулам: - при методе «максимум – минимум» m n 1 1 АΔ max = ∑ Ai max − ∑ Ai min , m n 1 1 АΔ min = ∑ Ai min − ∑ Ai max . (4.31) (4.32) Из формул (4.31), (4.32) находят неизвестный предельный размер Axi, а затем прибавляют или вычитают допуск для данного звена и находят второй предельный размер; - при вероятностном методе используют формулу для определения середины поля допуска: m n 1 1 ЕсАΔ = ∑ Ес А i − ∑ Ес Аi (4.33) Из формулы (4.33) определяют середину поля допуска искомого звена EcAxi. Далее определяют предельные отклонения искомого звена: ESAxi = EcAxi + TAxi / 2, (4.34) EIAxi = EcAxi - TAx i / 2. (4.35) Определяют предельные размеры искомого звена. 143 Рекомендации для составления уравнений технологических размерных цепей 1. Вычерчивается эскиз детали, над эскизом проставляются конструкторские размеры. 2. В соответствии с маршрутом обработки детали под эскизом строится размерная схема технологического процесса. Построение схемы рекомендуется производить в последовательности обработки. На схеме каждый промежуточный размер обозначается размерной линией, имеющей на концах точку и стрелку. Точка показывает технологическую базу, а стрелка – обрабатываемую поверхность. 3. По размерной схеме от размеров детали к размерам заготовки производится выявление размерных цепей и составляются уравнения. 4. Число уравнений размерных цепей должно быть равно числу технологических размеров по размерной схеме процесса. 5. Определяются исходные звенья (при решении задачи они называются замыкающими) в каждой цепи, которыми могут быть припуски на обработку, либо конструкторские размеры, получаемые косвенным путем. Каждое исходное звено может входить только в одну размерную цепь. 6. Выявляются составляющие звенья, которые вместе с исходным звеном образуют размерную цепь. Составляющие звенья могут входить в разные технологические размерные цепи. 7. В каждое уравнение размерной цепи может входить только один размер заготовки и один припуск на обработку (последний в качестве замыкающего в размерных цепях первого вида). 8. Количество линейных размеров заготовки должно быть равно количеству торцевых поверхностей минус один (рис. 4.9). 9. Линейные размеры заготовки должны задаваться координатным методом от поверхности, которая на первой операции принималась в качестве базовой (рис. 4.9). Рис. 4.9. Простановка линейных размеров на заготовке 144 Например, поверхность 1 была использована в качестве базы на первой операции. Количество торцевых поверхностей пять, количество линейных размеров четыре. Назначение допусков на операционные размеры: - в размерных цепях первого вида допуски на составляющие звенья (промежуточные размеры) рекомендуется назначать технологически целесообразными, в соответствии с видом и методом обработки. Допуски на размеры заготовок принимаются по соответствующим стандартам; - в размерных цепях второго вида допуски на составляющие звенья рассчитываются исходя из допуска исходного звена; - если в системе уравнений имеются размерные цепи обоих видов, то в первую очередь рассчитываются допуски на составляющие звенья цепей второго вида, а затем назначаются допуски на составляющие звенья цепей первого вида. Пример расчета линейных промежуточных размеров и размеров заготовки для детали «вал» (рис. 4.10) [32]. Рис. 4.10. Эскиз детали «вал» Таблица 4.9 Технологический процесс обработки детали вал № оп. 1 005 № пера 2 1 2 Содержание перехода Оборудование. Эскиз обработки 3 Подрезать торец 1 Точить поверхность 2 4 Токарный станок 16К20 5 1 2 d А3 145 Окончание табл. 4.9 1 010 2 1 2 3 Подрезать торец 1. Точить поверхность 2 с подрезкой торца 3 4 Токарный станок 16К20 5 3 2 1 d1 А1 А2 Рис. 4.11. Составление размерной схемы технологического процесса 146 Исходные данные: - деталь – вал (эскиз представлен на рис. 4.10); - материал детали – серый чугун; - метод получения заготовки – литье в песчаную форму. Технологический процесс обработки данной детали представлен в табл. 4.9. Составляем размерную схему процесса обработки торцевых поверхностей от заготовки к готовой детали рис. 4.11. По составленной размерной схеме технологического процесса определяем уравнения технологических размерных цепей от размеров готовой детали к размерам заготовки. Уравнения: 1. В = А1. 2. Б = А2. 3. Z2 = А3 - А2 = А3 - Б. 4. Z3 = З1 - А3. 5. Z1 = -З2 + А3 - А2 + А1 = -З2 + А3 - Б + В. Решение уравнений Решаем уравнение 3. Для решения используем уравнение (4.25). Z2min = A3min - Бmax, A3min = Бmax + Z2 min. Для чернового подрезания торца (Б = 80 мм, интервал от 50 до 120 мм), минимальный припуск определяем по табл. П. 2.2, Z 2min = 1.1 мм. A3min = 80 + 1.1 = 81.1 мм. А3max = A3min + Tчер. под. Для чернового подрезания торца (при длине свыше 80мм, интервал от 50 до 120 мм) по -13 - му квалитету, определяем значение допуска, Т= 0.54 мм. A3 max = 81.1 + 0.54 = 81.64 мм. На операционном эскизе для операции 005 необходимо указать А3 = 81.64 – 0 .54. Решаем уравнение 4. Z3min = З1min - A3max, З1min = A3max + Z3min. Для чернового подрезания торца, Б=80 мм, интервал от 50 до 120 мм, 147 минимальный припуск определяем по табл. П.2.2, Z3min =1.1 мм. З1min = 81.64 + 1.1 = 82.74 мм. З1max = З1min + Tзаг.. Для отливки в песчаную форму принимаем 16квалитет. Тогда допуск равен (П. 2.11, номинальный размер более 80 мм.) Т = 2.2 мм. З1max = 82.74 + 2.2 = 84.94 мм. Расположение поля допуск для литых заготовок должно иметь симметричное расположение относительно номинального размера. Тогда номинальный размер заготовки равен З1ном = 83.8 мм. Тогда размер заготовки З1 = 83. 8+1.1 мм. Решаем уравнение 5. Z1min = A3min + Bmin - Бmax - З2max. З2max = A3min + Bmin - Бmax - Z1min. Для чернового подрезания торца (при длине до 50 мм.) по табл. П. 2.2 определяем Z1min = 0.9 мм. З2max = 81.1 + 39.805 - 80 - 0.9 = 40.005 мм.= 40 мм. З2min = З2max - Tзаг. Для отливки в песчаную форму принимаем 16 -й квалитет. Тогда допуск равен (П. 2.11, номинальный размер более 40 мм.) Т = 1.6 мм. З2min = 40 - 1.6 = 38.4 мм. Номинальный размер заготовки при симметричном расположении поля допуска равен З2 ном = 39.2 мм. Размер заготовки: З2 = 39.2 + 0.8 мм. Полученные размеры заготовки необходимо проставить на чертеже заготовки. Выявление технологических размерных цепей при помощи теории графов. Теория графов является одной из математических дисциплин, изучающих сложные геометрические структуры, состоящие из множества элементов и связей между ними. Деталь в процессе ее изготовления можно рассматривать как геометрическую структуру, состоящую из множества поверхностей и связей 148 (размеров) между ними. Поэтому такую структуру целесообразно изучать при помощи графов. Графом – называется фигура, состоящая из точек и линий, соединяющих эти точки. Точки называются – вершинами, а линии называются дугами, или ребрами графов. Граф, не содержащий циклов (если начало и конец маршрута находятся в одной вершине) и не имеющий кратных ребер (т.е. если две вершины можно соединить несколькими ребрами), называется деревом. Каждая ветвь такого графа должна иметь последним ребро с конечной вершиной, из которого не выходит ни одного ребра, поэтому дерево с к вершинами имеет всегда к – 1 ребро. Если принять поверхность заготовки и детали за вершины, размеры между ними за ребра, то чертеж детали с конструкторскими и технологическими размерами можно представить в виде двух деревьев. Дерево с конструкторскими размерами и размерами припусков на обработку называется исходным, а дерево с технологическими размерами называется производным, или технологическим. Для построения графов необходимо предварительно построить размерную схему технологического процесса. Рассмотрим построение графов на примере обработки детали вал (рис. 4.10). Строим производное дерево. Для построения производного дерева в качестве корня следует выбирать вершину (поверхность), к которой по размерной схеме процесса не подходит ни одна стрелка (рис. 4.12). Такой вершиной является поверхность 1. Проводим из нее те ребра, которые касаются ее своими неориентированными концами (исходят из нее). Рис. 4.12. Граф производного дерева 149 Строим исходное дерево на основании размерной схемы (рис. 4.11). Ребра исходного дерева не ориентированы, поэтому при его построении можно выбрать в качестве корня любую вершину. Расположение вершин оставляем таким же (рис. 4.13). Соединяем вершины: дугами – конструкторские размеры, волнистыми линиями – значения припусков. После построения каждого дерева производится проверка правильности их построения. 1. Число вершин у каждого дерева должно быть равно числу поверхностей на размерной схеме технологического процесса. Рис. 4.13. Граф исходного дерева 2. Число ребер у каждого дерева должно быть одинаковым и равно числу вершин минус 1. 3. У каждой вершины производного дерева, кроме корневой, должна подходить только одна стрелка ориентированного ребра, а к корневой вершине - ни одной стрелки. 4. Деревья не должны иметь разрывов и замкнутых контуров. Если обнаружен разрыв между вершинами, то это указывает на отсутствие нужных размеров в принятой технологии или на чертеже, если обнаружен замкнутый контур, то это указывает на наличие лишних размеров в технологии или на чертеже. После проверки правильности построения деревьев производится их совмещение так, чтобы вершины с одинаковыми номерами совпали (рис. 4.14). 150 Рис. 4.14. Совмещенный граф производного и исходного деревьев Совмещенный граф производного и исходного деревьев и является графом технологических размерных цепей: - любой замкнутый контур совмещенного графа образует размерную цепь, у которой ребро исходного дерева является замыкающим звеном, а ребра производного дерева являются составляющими звеньями; - выявление технологических цепей и их расчет производят в последовательности, обратной выполнению операций; - число размерных цепей должно быть равно числу технологических размеров по размерной схеме процесса; - при выявлении размерных цепей по графу необходимо выбирать такие контуры, в которых содержалось бы только по одному ребру исходного дерева; - обход для выявления увеличивающих и уменьшающих звеньев начинают с вершины с меньшим порядковым номером; - знаки проставляются в направлении обхода: если от меньшей к большей вершине то «+» (например, 2 6), если от большей вершине к меньшей, то «-» (например, 4 1). Рассмотрим пример выявления размерной цепи: ребра А2, А3, Z2 – образуют замкнутый контур, где А2 и А3 являются составляющими звеньями, а Z2 – замыкающим звеном. Составляем уравнение Z2 = А3 - А2. Рассмотрим пример расчета размерной цепи второго вида (когда припуск является замыкающим звеном, ограниченным по наименьшему и наибольшему значениям) [31]. Торец вала сначала подрезают в размер А1, затем подвергают цементации и окончательно шлифуют в размер А2 = 30- 0.1. По техническим тре151 бованиям глубина цементации перед шлифованием (рис. 4.15) должна быть в пределах 0.3 – 0.5 мм, а после шлифования – минимум 0.15 мм. Если глубина цементации равна 0.5 мм, то наибольший припуск, который может быть удален, составит Z2 max = 0.5 - 0.15 = 0.35 мм. Но в расчетах надо учитывать худший случай, при котором глубина цементации окажется наименьшей (рис. 4.16). Тогда Z2 max = 0.3 - 0.15 = 0.15 мм. По табл. П.2.2 припусков (решаем опытно-статистическим методом) выбираем минимальный припуск под шлифование чистовое Z2 min = 0.13 мм. Следовательно, допуск на припуск будет равен ТZ2 = 0.15 - 0.13 = 0.02 мм. Тогда можно записать Z2 = 0.13+ 0.02 мм. Если припуск ограничен по наименьшему и наибольшему значениям, то назначать свободные допуски на составляющие звенья в таких размерных цепях нельзя. Они должны рассчитываться исходя из допуска на припуск. Рис. 4.15. Размерная схема процесса обработки вала Рис. 4.16. Схема припусков (припуск ограничен по наименьшему и наибольшему значениям) 152 Примем в качестве замыкающего звена не припуск на шлифование, а конструкторский размер А2 = 30-0.1 мм, тогда припуск будет являться составляющим звеном. Необходимо определить каким должен быть промежуточный размер А1 для чернового подрезания. 1. Определяем номинальный размер звена А1. А2 = А1 - Z2, А1 = А2 + Z2 = 30 + 0.13 = 30.13 мм. 2. Определяем допуск размера звена А1. ТА2 = ТА1 + ТZ2, ТА1 = ТА2 - ТZ2 = 0.1 – 0.02 = 0.08 мм. 3. Определяем предельные размеры звена А1. A2min = A1min - Z2max , находим A1min = A2min + Z2max = 29.9 + 0.15 = 30.05 мм. A2max = A1max - Z2min , находим A1max = A2max + Z2min = 30 + 0.13 = 30.13 мм. Значит, промежуточный размер для подрезания равен А1 = 30.13- 0.08. 4.3. Выбор и (или) заказ средств технологического оснащения Технологическое оснащение включает технологическое оборудование и технологическую оснастку. Выбор технологического оборудования осуществляется по тем требованиям, которые были предъявлены к оборудованию при составлении предварительного маршрута технологического процесса (п. 2.7). Чем больше требований к оборудованию было предъявлено, тем легче выбрать необходимую марку оборудования на действующем предприятии или из многообразия оборудования, которое предлагает рынок. Технологическая оснастка включает: - приспособления; - обрабатывающие инструменты; - вспомогательную оснастку; - измерительную оснастку. Выбор приспособлений зависит от типа производства, форм и размеров детали, необходимости реализации выбранной схемы базирования, степени автоматизации процесса, достижения необходимой точности, стоимости и т.д. Выбор обрабатывающего инструмента зависит от формы обрабатываемой поверхности, метода обработки, вида перехода, величины снимаемого припуска, типа производства, точности и качества обрабатываемой поверхности, необходимой производительности, стоимости и т.д. Выбор вспомогательной оснастки зависит от типа производства, применяемого оборудования, конструкции обрабатывающего инструмента, 153 степени автоматизации процесса, точности обработки, надежности, стоимости и т.д. Выбор измерительной оснастки зависит от вида измеряемой или контролируемой поверхности, точности и параметров качества измеряемой поверхности, типа производства, степени автоматизации, стоимости и т.д. Если необходима разработка специального или специализированного технологического оснащения или необходима модернизация существующего на предприятии оснащения, то необходимо сформировать необходимые технические требования и оформить заказ на изготовление или модернизацию. 4.4. Расчет режимов обработки Исходными данными для расчета режимов обработки являются: - вид инструмента и вид перехода; - обрабатываемый материал; - инструментальный материал; - максимальное значение припуска; - качество поверхности (для окончательных видов обработки); - условия обработки (непрерывное резание, прерывистое непостоянное и т.д.). Последовательность назначения режимов обработки: 1. Определяется значение глубины обработки t, в зависимости от максимального значения припуска, например, при точении t = 2Zmax / 2. Для некоторых видов инструментов (фрез и др.) определяется также значение ширины обработки B. Например, для торцовых фрез, рекомендуется принимать В = 0,8 D, где D – диаметр торцовой фрезы. 2. Определяется или рассчитывается (по зависимостям, приведенным в справочниках) значение подачи на оборот Sоб. Для многозубых инструментов сначала определяется подача на зуб Sзуб, а затем подача на оборот: Sоб = Sзуб ∙ nзуб , (4.36) где nзуб – количество зубьев инструмента. Для окончательных видов обработки при назначении подачи необходимо учитывать заданные показатели качества поверхности: параметры шероховатости, твердости и др. Например, для обеспечения заданных параметров шероховатости, необходимо подобрать нужное значение подачи и геометрии инструмента. Такое значение можно рассчитать по зависимостям, которые приводятся в справочной литературе [27], или по каталогам соответствующих фирм. Например, (каталог режущих инструментов фирмы SUMIBORON) для снижения параметров шероховатости поверхностей на пластинах то154 карных резцов применяется специальная кромка - Wiper, изображенная на рис. 4.17 (R – радиус при вершине режущей кромки). а) б) Рис. 4.17. Геометрия режущей кромки: а – резец с кромкой Wiper; б – резец без кромки Wiper Приведем значения параметров шероховатости, которые можно получить, используя пластину со специальной кромкой – Wiper (табл. 4.10). Также в качестве примера приведем данные по влиянию радиуса пластин зенкера и подачи инструмента на значение параметра шероховатости Ra при зенкеровании отверстий. Таблица 4.10 Влияние геометрии режущей кромки резца на шероховатость обработанной поверхности Вид обработки Черновой Чистовой Значение подачи, мм/об Sо = 0.25 мм/об Sо = 0.15 мм/об Параметр шероховатости Резец с кромкой Wiper Rz = 1.0 мкм Rz = 0.6 мкм Резец без кромки Wiper Rz = 9.8 мкм Rz = 3.5 мкм Таблица 4.11 Влияние геометрии радиуса пластины зенкера на шероховатость обработанной поверхности r – радиус пластины, мм 0,2 0,4 0,8 Параметр шероховатости при Sо 0,03 мм/об 0,15мм/об Ra 0.14 мкм Ra 3.8 мкм. Ra 0.07 мкм Ra 1.8 мкм. Ra 0.04 мкм Ra 0.9 мкм. 3. Определяется значение стойкости инструмента T (т.е. время, в течение которого инструмент должен работать до замены). Значение оптимальной стойкости необходимо определять в зависимости от выбранного критерия, который в свою очередь зависит от требований и условий производства. 155 Примеры выбора критерия оптимизации от требований и условий производства приведены в табл. 4.12. Таблица 4.12 Выбора критерия оптимизации в зависимости от требований и условий производства Требования и условия производства Срочное выполнение заказа Критерий оптимизации Максимальная производительность Минимум себестоимости Минимум энергетических затрат Максимальная надежность процесса Экономия затрат Применение безлюдных технологий Рассмотрим назначение оптимальной стойкости инструмента для критерия – минимум себестоимости. Целевая функция для определения переменной части себестоимости зависящая от режимов обработки: Спер = to ∙ Е + τсм ∙ Е / Z + ST / Z, (4.37) где to – основное время; Е – стоимость минуты работы станка; τсм – время, затрачиваемое на смену инструмента; ST – затраты, связанные с изготовлением и эксплуатацией режущего инструмента; Z – количество деталей, обработанных за период стойкости. Данная целевая функция имеет оптимальное значение (рис. 4.18), которое рассчитывается по следующей зависимости: ТСmin= λ· (1 – mi) · ( τсм + ST / E), (4.38) где λ – отношение длины резания к длине рабочего хода; mi – коэффициент учитывающий влияние скорости на стойкость для определенного сочетания обрабатываемого и инструментального материала. В результате расчета по зависимости (4.32) определяется величина оптимальной стойкости. Для современных станков с ЧПУ и многоцелевых станков с ЧПУ, время на смену инструмента в большинстве случаев составляет несколько секунд, стоимость минуты работы таких станков в связи с их большой ценой составляет десятки рублей, затраты на инструмент незначительные. Поэтому значения оптимальной стойкости для инструментов, эксплуатируемых на станках с ЧПУ и многоцелевых станках с ЧПУ, сместились в сторону меньших значений. Принятые значения стойкостей соответственно влияют на значения скоростей резания (рис. 4.19). 156 Рис. 4.18. Зависимость себестоимости обработки от стойкости инструмента 4. Определяют значение скорости резания в зависимости, от принятого значения стойкости. Так как стойкость инструмента в большей степени зависит от скорости резания, то приняв все остальные величины за постоянные, можно выразить это влияние следующей степенной зависимостью: V = Cv / T m , м /мин. (4.39) Графически это влияние можно представить в виде графика (рис. 4.19). Рис. 4.19. Зависимость стойкости инструмента от скорости резания Т.е. чем больше скорость, тем меньше стойкость (для некоторых сочетаний инструментальных и обрабатываемых материалов зависимость имеет такой вид только для определенного интервала скоростей). 5. Определяют частоту вращения инструмента или заготовки по зависимости n = 1000∙V / π ∙D, об / мин, (4.40) где D – диаметр обрабатываемой поверхности или инструмента. Если станок имеет ступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, то полученное значение приводят к ряду частот станка - ncт. 6. Производят проверку по мощности. Мощность резания должна удовлетворять условию Nрез< или = Ncт (мощности станка). 157 Если мощность резания превышает мощность станка (двигателя главного движения), то принимают решение о снижении глубины резания, подачи, частоты вращения. После чего делают соответствующие пересчеты. 7. Рассчитывают минутную подачу Sм = Sоб ∙ n, мм / мин. (4.41) Если станок имеет ступенчатое регулирование подачи, то полученное значение приводят к ряду подач – Sм.ст. Производят проверку по ncт и Sм.ст по минимальным и максимальным значениям станка, если значения ncт и Sм.ст выходят за пределы допустимых предельных значений, то принимают решение о замене станка или заменяют полученные значения на предельные для данного станка. 8. Рассчитывают основное время to = Lр.х / Sм, (4.42) где Lр.х – длина рабочего хода инструмента (рассчитывается для конкретной схемы обработки). Пример расчета длины рабочего хода инструмента для сверления двух отверстий приведен на рис. 4.20. Рис. 4.20. Пример расчета длины рабочего хода Для данной схемы резания: Lр.х = Lпод + ∑Lвр + ∑Lрез + Lдоп + Lпереб, 158 (4.43) где Lпод – длина подвода; Lвр – длина врезания; Lрез – длина резания; Lдоп – до-полнительная длина; Lпереб – длина перебега. 9. Определяют время резания tрез = ∑ Lрез / Sм, (4.44) где ∑ Lрез – суммарная длина резания данным инструментом. 10. Рассчитывают количества деталей обрабатываемых за период стойкости (Z т) и расход инструмента (Н р.и) на партию. Количество деталей, обрабатываемых за период стойкости (Z т), Z т = Т / tрез, (4.45) Расход инструмента (Н р.и) на партию Н р.и = Nп / Z т . (4.46) Для вариантов регламентированной замены режущих инструментов принимается решение о количестве обрабатываемых деталей за период стойкости Zпр, после которого будет произведена замена инструмента (с учетом партии запуска). Под принятое число деталей пересчитывается частота вращения шпинделя по формуле [27] nпр = (Zт / Zпр) m / 1 - m ∙n, (4.47) где m – степень влияния скорости резания на стойкость инструмента для соответствующего сочетания инструментального и обрабатываемого материалов. 11. Если необходимо задать вероятность безотказной работы инструмента, которая может устанавливаться из организационных соображений (зависит от занятости рабочего по обслуживанию станка, степени автоматизации процесса обработки и др.), то полученное значение частоты вращения может быть изменено с учетом коэффициента Кр. nр = nпр ∙ Кр, (4.48) Значение Кр можно принимать в зависимости от принятого значения вероятности безотказной работы инструмента (табл. 4.13). В последнее время при обработке деталей все чаще применяют высокоскоростную обработку. Таблица 4.13 Значение коэффициента Кр в зависимости от принятого значения р Вероятность р Значение Кр 0.5, 1.07, 0.7, 1.0, 159 0.8, 0.97, 0.85, 0.95, 0.9, 0.92, 0.95, 0.86, 0.99 0.75 Под термином «высокоскоростная обработка» понимают сочетание всех технических средств, способных поддерживать скорость обработки, при резании выше общепринятого предела (например, с помощью высокоскоростного фрезерования производительность при обработке инструментальных сталей высокой прочности повышается в три раза, при обработке алюминиевых сплавов в десять раз). Реализовать высокоскоростную обработку позволили: - изменения в конструкции металлорежущих станков (новые конструкции направляющих, узлов приводов, подшипников способных работать на скоростях вращения и линейных перемещениях, во много раз превышающие режимы, применяемые до этого); - системы ЧПУ с более высокой скоростью расчета траектории; - новые материалы и конструкции режущего инструмента. Основные преимущества высокоскоростной обработки: - более высокая производительность и сокращение производственного цикла; - сокращение сроков поставки продукции и получение дополнительной прибыли; - более высокое качество поверхностей изготавливаемых деталей; - более высокая стойкость инструмента (поскольку современные инструментальные материалы работают лучше при большей нагрузке на режущую кромку); - более быстрая окупаемость затрат на оборудование и инструмент. Примерные значения скоростей для различных материалов на примере высокоскоростной фрезерной обработки: сталь – 500 м / мин, чугун – 900 м / мин, алюминий – 1500 м / мин, бронза – 1200 м / мин, титановые сплавы – 130 м / мин, никелевые сплавы – 50 м / мин. Важнейшими задачами для производственных предприятий являются снижение себестоимости выпускаемой продукции и повышение производительности труда. В серийных типах производства данные задачи решаются применением многоцелевых станков с ЧПУ. Современные технологии ориентированы на обработку деталей по возможности на одном многоцелевом станке с ЧПУ. Так как доля основного времени в многоцелевых станках с ЧПУ составляет 60-80 %, то эффективность их во многом определяется оптимальным использованием комплекта режущих инструментов. В связи с этим, приобретают особую актуальность задачи, связанные с повышением эффективности работы комплекта обрабатывающих инструментов. Решение этих задач может достигаться посредством назначения оптимальных методов и режимов обработки, изменения структуры работы 160 инструментов в наладке, подбора наиболее эффективных обрабатывающих инструментов и др. В качестве примера рассмотрим варианты решения задачи для повышения эффективности выполнения операции на многоцелевом станке с ЧПУ при использовании одного комплекта инструментов с учетом различных требований и условий производства. Рассмотрим пути повышения эффективности операции на конкретном примере изготовления партии деталей корпус [31]. Заготовка – отливка. Материал – СЧ - 20. Партия запуска – 40 шт. Оборудование: фрезерносверлильно-расточной многоцелевой станок с ЧПУ. Таблица 4.14 Данные по инструментальной наладке № 1 Наименование инструмента Фреза торцовая Ø 125 Номер и наименование перехода Материал режущей части 1. Фрезерование черновое плоских наружных поверхностей. 2. Фрезерование получистовое тех же поверхностей. ВК8 Lрез L р.х 1420 1590 1420 1590 2 Сверло Ø10 3. Сверление десяти сквозных отверстий. Р6М5 500 540 3 Резец расточной 4 Растачивание отверстия. ВК8 300 304 4 Фреза концевая Ø20 5 Фрезерование двух уступов 20х10 ВК8 60 136 Зенковка Ø20 6. Зенкование фасок 1х45о в десяти отверстиях с двух сторон Р6М5 20 100 5 Примечание. Lрез – длина резания; L р.х – длина рабочего хода. Рассмотрим назначение режимов обработки для комплекта инструментов, который приведен в табл. 4.14. При назначении стойкости для каждого инструмента используем в качестве критерия минимум себестоимости. Для рассматриваемого примера значения стойкости для каждого инструмента принимались по справочнику [20] (с учетом ограничений на стойкость снизу), которые соответствуют оптимальным значениям при обработке детали на используемом оборудовании. Расчет режимов реза161 ния производился при условии обслуживания станка оператором и замены инструмента по фактическому состоянию, в соответствии с методикой, приведенной в справочнике [20]. Данные для расчета режимов резания и полученные результаты сведены в табл. 4.13. По значениям основного времени видно, что инструменты 1 (фреза торцовая) и 2 (сверло) являются лимитирующими (доля основного времени данных инструментов занимает большую часть от основного времени обработки детали). Рассчитаем норму штучного времени с учетом принятых режимов обработки на данную операцию укрупнено по зависимости Тн.шт = tо · (1 + а / 100), (4.49) где а – процент потерь времени, включающий вспомогательные время, время на обслуживание, отдых и личные потребности, подготовительно заключительное время; примем, а = 30%. В результате норма штучного времени на операцию составит Тн.шт = tо · (1 + а / 100) = 12.86 · (1 + 30 / 100) = 16.72 (мин). Таблица 4.15 Данные для расчета режимов и полученные результаты №перех. № mi Ti 1 0.25 45 3 2 0.25 4 3 5 6 1 2 Soб V n Sм tр tо 2.45 83 213 521 2.72 3.05 1.44 114 290 417 3.4 3.81 15 0.16 36 1150 184 2.71 2.93 5.5 0.25 15 0.2 172 1100 220 1.36 1.38 11 4 0.25 30 0.1 84 1350 135 0.44 1.0 68 5 0.25 15 0.1 45 1430 143 0.13 0.69 115 Итого: ZТ 7.3 12.86 Примечание. mi – коэффициент, учитывающий влияние скорости на стойкость для определенного сочетания обрабатываемого и инструментального материала; Ti – стойкость инструмента, мин; Soб – подача на оборот, мм/об; V – скорость резания, м/мин; n- частота вращения, об/мин; Sм – минутная подача, мм/мин; tр – время резания, мин; ZТ – количество деталей, обрабатываемых за период стойкости (с учетом вероятности безотказной работы инструментов р = 0.7), шт.; tо – основное время, мин; Zпр – принятое количество деталей за период стойкости, шт. Производительность за смену определим по формуле Q = 8 · 60 ·К / Тн.шт. 162 (4.50) где К – коэффициент учитывающий потери времени в течение смены (плановые и внеплановые), принимаем К = 0.9. Производительность за смену составит Q =8 · 60 · 0.9 / 16.72 = 25 (деталей), Если данная производительность не устраивает, то можно предложить следующий путь повышения производительности. Так как после обработки партии деталей заменяют весь комплект инструментов, то имеет смысл полностью израсходовать ресурс стойкости инструмента в течение времени обработки партии деталей. Произведем новый расчет режимов резания для всех инструментов с учетом партии запуска (40 шт.) и принятого количества деталей до замены Zпр.. Количество деталей до замены принимаем кратным относительно количества деталей в партии запуска (табл. 4.16). Частоту вращения шпинделя пересчитываем под принятое число деталей по формуле (4.47). Данные для расчета и результаты расчета режимов резания, а также количество принятых деталей приведены в табл. 4.16. Таблица 4.16 Данные для расчета режимов и полученные результаты №перех. 1 2 3 4 5 6 № mi Тi 1 0.25 45 2 3 4 5 0.25 0.25 0.25 0.25 15 15 30 15 Soб 2.45 1.44 0.16 0.2 0.1 0.1 n 240 377 1180 1130 1600 2020 Sм 588 542 188 226 160 202 tр 2.41 2.61 2.65 1.32 0.37 0.09 Итого: tо 2.7 2.93 2.87 1.34 0.85 0.49 11.18 Zпр 5 5 10 40 40 В результате норма штучного времени на операцию составит Тн.шт = tо · (1 + а/100) = 11.18 · (1 + 30/100) = 14.53 (мин). Производительность за смену составит Q = 8 · 60 · К / Тн.шт = 8 · 60 · 0.9 / 14.53 = 29 (деталей). Относительное увеличение производительности за смену составило 16 % с учетом минимальной себестоимости выполнения операции. Соответственно при большем количестве инструментов в наладке и уменьшении количества деталей в партии запуска производительность будет возрастать в большей степени. Также увеличение производительности может быть достигнуто заменой инструментов и их материалов на более производительные. 163 Например, для рассматриваемой инструментальной наладки можно заменим один из лимитирующих инструментов – быстрорежущее сверло Ø10 (№2 в табл. 4.15) на сверло с пластинами из твердого сплава ВК8. Рассчитав для нового сверла режимы обработки, рассчитываем количество деталей, которое он сможет обработать за принятый период стойкости. Получаем Z i = 9.8 деталей. Принимаем 10 деталей и делаем пересчет по формуле (4.47). Данные для расчета режимов резания и полученные результаты, а также количество принятых деталей до замены инструментов, приведены в табл. 4.17. В результате норма штучного времени на операцию составит Тн.шт = tо · (1 + а/100) = 9.99 · (1 + 30/ 00) = 12.987 (мин). Производительность за смену составит Q = 8 · 60 · К / Тн.шт = 8 · 60 · 0.9 / 12.987 = 33 (деталей). Относительное увеличение производительности за смену составит 32 %. Аналогичными действиями в отношении других инструментов (например, путем использования инструментов с покрытием и т.д.), можно добиться еще, большего увеличения производительности. Таблица 4.17 Данные для расчета режимов и полученные результаты №перех. 1 2 3 4 5 6 № mi Тi 1 0.25 45 2 3 4 5 0.4 0.25 0.25 0.25 15 15 30 15 Soб 2.45 1.44 0.12 0.2 0.1 0.1 n 240 377 2740 1100 1600 2020 Sм 588 542 328 220 160 202 tр 2.41 2.61 1.52 1.36 0.37 0.09 Итого: tо 2.7 2.93 1.64 1.38 0.85 0.49 9.99 Zпр 5 10 10 40 40 Если необходимо повысить надежность обработки при условии работы станка без участия оператора при той же партии запуска деталей. В приведенных примерах режимы резания рассчитывались с учетом вероятности безотказной работы инструментов: р = 0.7. Это означало, что принятое количество деталей, обрабатываемое одним инструментом, гарантировалось только на 70%, а инструмент мог отказать раньше, чем предполагалось. При работе станка без участия оператора замена инструмента осуществляется согласно принятому регламенту, автоматически после отработанного заданного количества деталей Zпр..Во избежание нештатных ситуаций требуется обеспечение надежности работы каждого инструмента с большой степенью вероятности (р = 0.99). В связи с изложенным, значения частот вращения шпинделя np (и соответствующих им скоростей реза164 ния) необходимо скорректировать с учетом поправочного коэффициента (Кр = 0.75, табл. 4.13) для обеспечения заданной надежности (р = 0.99) по формуле (4.48). В результате расчета произойдет снижение скоростей резания и производительности, но при этом увеличится надежность работы каждого инструмента и комплекта инструментов в целом, что необходимо при условии работы станка без участия оператора и для обеспечения регламентированной замены инструментов. Осуществление данных расчетов позволяет более точно прогнозировать расход инструмента и, соответственно, производить более обоснованный его заказ. Рассмотренные примеры расчета режимов обработки для различных производственных ситуаций и условий производства подтверждают возможность повышения эффективности работы комплекта инструментов, посредством оптимизации режимов обработки и рационального выбора инструмента. Отметим, что при необходимости для сокращения затрат вспомогательного времени на операцию возможно дублирование лимитирующих инструментов в магазине станка использование сменных столов и т.д. 4.5. Определение норм времени и количества основного оборудования Технологическое нормирование – установление технически обоснованных норм расхода производственных ресурсов. Под производственными ресурсами понимают энергию, сырье, материалы, инструмент, рабочее время и т.д. Технологическая норма – регламентированное значение показателя технологического процесса. Единица нормирования – количество производственных объектов или число работающих, на которое устанавливают техническую норму. Под технической нормой понимают количество деталей, на которое устанавливают норму времени, количество изделий, на которое устанавливают норму расхода материала, число рабочих, на которое устанавливают норму выработки и т.д. Норма времени – регламентированное время выполнения некоторого объема работ в определенных производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. При обработке деталей на станках с ЧПУ определяют норму времени на обработку детали или партии деталей. На станках с ЧПУ, согласно ГОСТ 23004 «Механизация и автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении» [4], используются и могут совмещаться следующие методы выполнения технологической операции или ее части: кооперированно-ручной метод, 165 автоматизированно-ручной метод, автоматизированный метод, автоматический метод. Кооперированно-ручной – метод, при котором применяются средства технологического оснащения, функционирующие при помощи энергии оператора (например, нарезание резьбы метчиком вручную, снятие заусенцев на станке, правка инструмента оселком и др.). Автоматизированно-ручной метод – одновременно применяется энергия оператора и неживой природы, а управление выполняется оператором полностью или частично (например, совмещение ручных приемов базирования и закрепления заготовки на загрузочной позиции станка с ЧПУ с обработкой ранее установленной заготовки без участия оператора). Автоматизированный метод – применяется энергия неживой природы, а управление выполняется оператором (например, обработка детали происходит без участия оператора, который выполняет часть функций по наблюдению и управлению). Автоматический метод – выполнение технологической операции и управление процессом обработки осуществляется без непосредственного участия оператора (например, операция шлифования деталей на шлифовальном станке с ЧПУ, оснащенном автоматическим загрузочным устройством и автоподналадчиком, периодически возобновляющим режущие свойства круга и выставляющим его после правки в требуемое рабочее положение). Для первых трех из указанных методов цикл выполнения операции (Тц) состоит из действий станка и действий оператора, для четвертого – только из действий станка. Цикл выполнения операции определяется интервалом календарного времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготовляемых деталей. При нормировании также необходимо учитывать, что время цикла станка может быть постоянным и плавающим. Постоянный цикл – возможен только при полной автоматизации работ по программе, без каких либо изменений и очень высокой надежности процесса. Плавающий цикл – имеет определенный диапазон колебания из-за непостоянства действий оператора и возможных изменений, которые могут быть внесены в процессе цикла работы станка, а также случайных факторов приводящих к прерыванию цикла обработки. При производстве деталей на станках с ЧПУ устанавливают норму времени на одну деталь. Норма времени на одну деталь, в соответствии с ГОСТ3.1109[9], состоит из следующих частей: - нормы штучного времени (Тшт); 166 - нормы подготовительно заключительного времени (Тн.п.з). Норма подготовительно-заключительного времени это время на подготовку рабочих и средств производства к выполнению технологической операции и приведение их в первоначальное состояние после ее окончания. Подготовка средств технологического оснащения осуществляется посредством наладки, то есть подготовки технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. Норма подготовительно-заключительного времени включает Тн.п.з = Тп.з.орг + Тп.з.н + Тп.з.п.обр, (4.51) где Тп.з.орг – время на организационную подготовку, которое предусматривает: получение наряда, получение и сдача (после обработки партии деталей) чертежа, технологической документации, программоносителя, режущего, вспомогательного и контрольно-измерительного инструмента, приспособления, доставка заготовок к станку, ознакомление с выполняемой работой, чертежом, технологической документацией, инструктаж мастера и др. Тп.з.н – время на наладку станка, которое предусматривает: установку и снятие крепежного приспособления и режущих инструментов; установку программоносителя в считывающее устройство и снятие его; программирование непосредственно на рабочем месте; настройку нулевого положения, режимов обработки и др. Тп.з.п.обр – время на пробную обработку деталей по программе, которое предусматривает: время обработки детали по программе, время на выполнение приемов, связанных с измерением детали, вычислением коррекции, введением величин коррекции в систему ЧПУ и вспомогательные приемы управления станком и системой ЧПУ и др. Рассмотренные составляющие времени Тн.п.з могут выполняться оператором или наладчиком или могут быть автоматизированными при соответствующем уровне автоматизации работ. Штучное время – интервал времени, равный отношению цикла технологической операции к числу одновременно изготовляемых деталей: Тшт = Тц / Nод , (4.52) где Nод – число одновременно изготовляемых деталей за время цикла, шт.; Тц – цикл технологической операции, мин. Норма штучного времени – норма времени на выполнение объема работы, равной единице нормирования, при выполнении технологической операции. Норма времени на одну деталь (штуку) с учетом подготовительно заключительного времени равна: 167 Тн.шт = Тц / Nод + Т н.п.з / Nп , (4.53) где Nп – число деталей в партии запуска, шт; Т н.п.з – подготовительно-заключительное время, мин. Эту норму времени принято называть штучно-калькуляционное время, однако в ГОСТ 3.1109 [9] нет такого понятия и определения. При обработке деталей на станках с ЧПУ возможны следующие варианты: 1) за время цикла обрабатывается одна деталь; 2) за время цикла обрабатывается несколько деталей одновременно; 3) за время цикла обрабатывается несколько деталей, установленных в разных приспособлениях (то есть цикл рассчитан на несколько установок детали), но со станка снимается только одна готовая деталь. При первом и третьем вариантах Nод = 1 получается, что Тшт = Тц и тогда норма времени на одну деталь: Тн.шт = Тшт + Т н.п.з / Nп. (4.54) Норма времени на операционную партию Тн. парт = Тшт·Nп + Т н.п.з. (4.55) Норма штучного времени, согласно ГОСТ 3.1109 [9], состоит из следующих составляющих: t о – основное время, t в – вспомогательное время, t обс – время обслуживания рабочего места, t пот – время на личные потребности. Тшт = t о + t в + t обс + t пот . (4.56) Тогда формула 4.54 примет вид Тн.шт = (t о + t в + t обс + t пот) / Nод + Т н.п.з / Nп. (4.57) В соответствии с ГОСТ 23004 [4], штучное время состоит из следующих времен: ручного, кооперированно-ручного, неперекрытого ручного, машинно-ручного, полного ручного, неперекрытого машинного, полного машинного, управления, периодического управления, непрерывного управления. Ручное время – часть штучного времени, затрачиваемая людьми при выполнении технологической операции без применения средств технологического оснащения. Кооперированно-ручное время – часть штучного времени, затрачиваемая людьми при выполнении технологической операции с применением средств технологического оснащения, приводимых в действие энергией людей. 168 Неперекрытое ручное время – часть штучного времени, определяемая суммой ручного и кооперированно-ручного времени. Машинно-ручное время – часть штучного времени, затрачиваемая при одновременном применении энергии людей и неживой природы. Полное ручное время – часть штучного времени, затрачиваемая людьми при выполнении технологической операции и определяемая, в общем случае, суммой ручного, кооперированно-ручного и машинноручного времени. Неперекрытое машинное время – часть штучного времени, равная времени функционирования средств технологического оснащения при использовании только энергии неживой природы. Часть неперекрытого машинного времени, не используемая для выполнения технологического процесса и управления им, называется свободным производственным временем. Полное машинное время – часть штучного времени, равная времени функционирования средств технологического оснащения при использовании энергии неживой природы совместно с энергией людей и без нее. Время управления – время, затрачиваемое людьми при наблюдении за технологической операцией и воздействиях на средства управления для обеспечения их правильного функционирования. Время периодического управления – время, периодически затрачиваемое людьми при воздействиях на средства управления технологической операцией. Время непрерывного управления – время, непрерывно затрачиваемое людьми при воздействиях на средства управления технологической операцией. Отметим, что перед началом выполнения процедуры нормирования необходимо составить хронограмму цикла обработки детали на станке и только после этого приступать к нормированию времени операции. Рассмотрим подробнее из каких затрат времени при обработке детали на станке с ЧПУ состоит каждая из составляющих штучного времени. Дифференцируя их на затраты времени работы станка по программе и затраты времени, которые связаны с выполнением приемов оператором [31]. Основное время t о – часть штучного времени, затрачиваемая на изменение и (или) последующее определение состояния предмета труда. В технологических расчетах норму основного времени определяют по формуле (4.42). Норма основного времени t о это норма времени на достижение непосредственно цели данной технологической операции или перехода по качественному и (или) количественному изменению предмета труда. Данная норма времени для станков с ЧПУ является машинным временем (t о.м.). 169 Данное время составляет сумму выполнения различных переходов, которые могут выполняться последовательно, параллельно, последовательно-параллельно. По существу основное время состоит из времени резания и времени движения на рабочей подачи без изменения свойств поверхности: t о.м = ∑ (t резi + t хi ) , I (4.58) 1 где tрезi – время резания i – го инструмента , мин; tхi – время движения на рабочей подаче i – го инструмента без осуществления процесса резания, мин. В данном случае есть некоторое отклонение от формулировки ГОСТа [8], так как в течение времени движения на рабочей подаче tх не осуществляется качественного и количественного изменения предмета труда. Для станков с ЧПУ это время выполняется по программе и, в соответствии с ГОСТом [11], является неперекрытым машинным временем. Но для некоторых типов современных станков с ЧПУ данное время может быть перекрываемым машинным временем, например, при обработке деталей на двухшпиндельном станке с ЧПУ с возможностью параллельной работы двумя инструментальными головками. Вспомогательное время tв - это часть штучного времени, затрачиваемая на выполнение приемов, необходимых для обеспечения изменения и последующего определения состояния предмета труда. Вспомогательное время может быть ручным, кооперированноручным, машинным или машинно-ручным, а также перекрываемым или неперекрываемым [11]. Норма вспомогательного времени - норма времени на осуществление действий, создающих возможность выполнения основной работы, являющейся целью технологической операции или перехода. Разделим это время на время вспомогательной машинной работы tв.м. (по программе) и время простоя станка, связанное с действиями оператора t в.оп: tв = t в.м + t в.оп , (4.59) где tв.м – время вспомогательное машинной работы станка, мин; tв.оп – время вспомогательное, связанное с действиями оператора за время цикла, мин. Время машинной вспомогательной работы станка состоит из следующих составляющих: t в.м. = ∑t уст +∑t х.х + ∑ t зам + ∑t контр / Zк +∑ t уп , 170 (4.60) где t уст – время установки, закрепления, раскрепления, снятия детали, или деталей (это время может быть совмещено со временем обработки, если например, на станке есть сменный стол), мин; t х.х – время холостых ходов включает: перемещение рабочих органов станка на ускоренной подаче, поворот стола, на котором закреплена заготовка, перемещение спутника на станок, подвод датчика касания и др., мин; t зам – время, затрачиваемое на замену инструмента из инструментального магазина в шпиндель и обратно, поворот резцедержателя и т.д., мин; t контр – время, затрачиваемое на контрольные измерения обрабатываемых поверхностей, подлежащих контролю на рабочем месте, мин.. Это время может быть совмещено с основным временем машинной работы станка по программе за счет применения измерительных головок при активном контроле или выполнятся после обработки детали, если поверхности контролируются на станке или после снятия детали со станка. Если измерение производится через определенное число деталей Zк, то норма времени на деталь будет составлять: t контр / Zк; t уп – время управления станком (по программе, упорам и т.д.): включение и выключение шпинделя и охлаждения, технологические паузы и т.д. Вспомогательное время простоя станка связанное с действиями оператора t в.оп за время цикла состоит из таких же составляющих, только выполняемых оператором. Вспомогательное время может выполняться полностью автоматически по программе, а может частично совмещать действия выполняемые оператором с действиями выполняемые программой, что в основном зависит от конструкции и особенностей конкретного станка, степени его автоматизации, количества суппортов или инструментальных головок, рабочих позиций и т.д. Сумма норм основного и неперекрываемого им вспомогательного времени составляет норму оперативного времени. Норма оперативного времени t оп – норма времени на выполнение технологической операции, являющаяся составной частью нормы штучного времени и состоящая из суммы норм основного и неперекрываемого им вспомогательного времени. Определение нормы оперативного времени, возможно, только путем составление хронограммы, отражающей неперекрываемые действия оператора t в.оп.н и неперекрываемой машинной работы станка t м.н, и с учетом времени их перекрытия t п (например, рис 4.21). Время обслуживания рабочего места t обс – это часть штучного времени, затрачиваемая исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ними и рабочим местом. Время t обс определяется суммой времен t обс = t техн. обс + t орг. обс , 171 (4.61) где t техн. обс – время технического обслуживания, мин; t орг. обс – время организационного обслуживания, мин. Рис. 4.21. Пример хронограммы для определения составляющих оперативного времени при перекрытии времени машинной работы и времени, затрачиваемого оператором Время технического обслуживания можно разложить на следующие составляющие: t техн. обс = t см + t под + t струж , (4.62) где t см - время на смену инструмента вследствие потери им режущих свойств, отнесенное к одной детали, включая и время настройки инструмента на размер составит: tсм/Zт , где Zт – число деталей, обработанных до замены инструмента, шт.; t под – время подналадки режущего инструмента, связанное с износом режущей части, мин. Под подналадкой понимается дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров. Время подналадки включает: осмотр инструмента, подналадку (если инструмент регулируемый) или введение коррекции на размер в устройстве ЧПУ, правку режущей кромки абразивным бруском и др. Время подналадки, отнесенное к одной детали: t под / Zпод, или (t под / Zт)m , (4.63) где Zпод – число деталей, обработанных до подналадки; m – число (плановых) подналадок до замены инструмента (если число подналадок не регламентировано, то m – будет величина случайная). t струж – время на сметание и периодическую уборку стружки в процессе работы. 172 Время организационного обслуживания – это время аналогично подготовительно-заключительному времени, но затрачиваемому в течение смены, поэтому для его определения необходимо делить его значение на количество деталей изготавливаемых в течении смены: tорг. об. / Zдет см. Время организационного обслуживания должно входить в дополнительное время, а время технического обслуживания - во время цикла. Время на личные потребности t пот – часть штучного времени, затрачиваемая оператором на личные потребности, а при тяжолых и утомительных работах на дополнительный отдых. При варианте полной автоматизации работы оборудования составляющую штучного времени t пот не нормируют. Нормы времени t орг.обс и t пот обычно определяют по нормативам в процентах от оперативного времени, т.е. в этом случае получается, чем больше оперативное время, тем больше необходимо времени на личные потребности и отдых оператору. Поэтому данные времена при расчетах на одну деталь должны рассчитываться по следующей формуле: (tорг.обс + tпот) / Zдет. в смену , (4.64) где Zдет. в смену – количество деталей обработанных в течение смены, шт. Цикл обработки на станке с ЧПУ может также включать случайные перерывы в работе t случ, которые, могут происходить в результате: - отказов устройства ЧПУ и механизмов станка; - простоев станка, связанных с внешними факторами: отключением электроэнергии, невыходом на работу или отсутствием оператора, организационными простоями и т.д.; - незапланированной заменой и подналадкой или корректированием режимов резания или программы и др. Случайные перерывы можно разложить на следующие составляющие: t случ = t отказ + t внеш + t 'с м + t 'под + t 'рег , (4.65) где t отказ – время на устранение отказов устройства ЧПУ и механизмов станка; t внеш – время простоев станка, связанных с внешними факторами: отключение электроэнергии, не выход на работу или отсутствие оператора, организационные простои и т.д.; t 'с м – время на замену инструмента при случайных отказах режущего инструмента (при организации замены инструмента по фактическому состоянию, или выход инструмента из строя раньше регламентированной замены, поломка в случае сбоя в УЧПУ и др.); t 'под – время незапланированных подналадок инструмента; t 'рег – время на регулировку режимов резания или программы. При определении времени длительности цикла, которое фактически состоит из основного и вспомогательного машинного времени, времени вспо173 могательного неперекрываемого, затраченного оператором, времени технического обслуживания, необходимо также учитывать влияние случайных факторов: Тц = t о.м + t в.м + tв.оп.н + t техн. обс + t случ. (4.66) В результате проведенного анализа составляющих нормы времени на штуку для станков с ЧПУ, можно записать Т н.шт ∑t = * о.м . * + ∑ t в.м + ∑ t в.оп.н + ∑ t тех.обс + ∑ t случ N од + ∑ (t + t пот ) Т п.з + , (4.67) Z дет.см Nп орг.обс В формуле (4.67) «*» обозначены составляющие нормы времени, которые могут быть перекрываемыми в процессе изготовления деталей на станках с ЧПУ. Время на организационное обслуживание и потребности составляют дополнительные затраты времени, которые необходимо нормировать отдельно на рабочую смену: Тд = tорг. об + t пот (4.68) При этом в течении времени организационного обслуживания рабочий выполняет действия, которые должны также быть учтены и оплачены. Если оператор не налаживает станок, то норма выработки в смену определяется: Нв. см = (Тсм – Тд) / Тц , (4.69) где Тсм – продолжительность смены в мин. Если оператор налаживает обслуживаемый станок, то норма выработки определяется Нв. см = [Тсм – (Тд +Тп.з /Nп)] / Тц, (4.70) где Тп.з /Nп – подготовительно-заключительное время приходящееся на одну деталь. При многостаночном обслуживании для определения нормы выработки данные числителя необходимо умножить на количество, обслуживаемых станков – n. Уровень полного ручного времени, затраченного оператором (занятость оператора) за время цикла, тогда составит dоп = tв.оп / Тц , (4.71) где tв.оп – время, затрачиваемое оператором на выполнение приемов в течение цикла. Нормирование работ для станков с ЧПУ производится по соответствующим справочникам или при помощи хронометража. Правильное нормирование затрат времени рабочего позволит обоснованно оплачивать его трудозатраты и при необходимости решать вопрос об обслуживании оператором нескольких станков. 174 При установлении нормы времени на выполнение операции обработки на выбранном станке определяется также разряд квалификации работы по тарифно-квалификационному справочнику соответствующей отрасли промышленности. Правильное отнесение нормируемой операции к квалификационному разряду так же, как и правильное определение нормы времени, имеет весьма важное значение для эффективного использования фонда заработной платы. Чем больше при выполнении данной работы требуется знаний, навыков, опыта и степени самостоятельности, тем выше должен быть разряд исполнителя. Тарифная сетка состоит из квалификационных разрядов, для которых отношение ставок оплаты труда выражается тарифным коэффициентом, определяющим отношение каждого тарифного разряда к первому разряду. Ставка оплаты труда устанавливается для первого разряда, а для других разрядов оплата определяется умножением ставки первого разряда на тарифный коэффициент данного разряда. Количество основного производственного оборудования рассчитывается для каждой технологической операции, исходя из рассчитанной нормы штучного времени и заданной программы выпуска деталей и установленного режима работы для данного производственного подразделения: I Со = ∑Т i =1 н.шт i, ⋅ Ni Ф э.об. ⋅ 60 , (4.72) где Тн.шт.i – норма штучного времени выполнения изготовления i-й детали, мин; I – количество разновидностей деталей планируемых для обработки на данном оборудовании; Ni – годовой объём выпуска i – детали, шт.; Ф э . об . – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, чаc. Рассчитывается коэффициент использования каждой единицы оборудования (отношение расчетного числа единиц оборудования к фактически принятому) для участка (линии) и составляется график их использования. 4.6. Организация работ. Уточнение содержания и эффективности операций После определения норм времени принимается форма организации производства (поточная, групповая) и форма организации производственного подразделения (технологическая, предметная), если она не обусловлена заданием. Для определения формы организации производства может рассчитываться заданный суточный выпуск деталей и расчетный суточный выпуск 175 деталей. После их сравнения определяется организационная форма производства (поточная, групповая). Желательно применять поточную форму организации, как наиболее эффективную. Для правильной организации работы должны быть применены следующие технологические и организационные принципы: прямоточность, пропорциональность, непрерывность, параллельность, ритмичность и др. Для поточной формы определяются такт выпуска и степень поточности (непрерывным потоком, пульсирующим), форма передачи деталей от станка к станку (партией или поштучно) и партия запуска деталей. Рассчитанные нормы времени, на каждую операцию сравниваются с тактом (для поточной формы организации). Если участок для обработки деталей создается вновь, то следует рассчитать количество необходимого оборудования для реализации заданной программы выпуска. Для действующего производства следует проверить, сможет ли имеющееся количество необходимого оборудования обеспечить заданную программу выпуска. Для поточного производства выполняется анализ операций с целью синхронизации их работы. Цель синхронизации – приведение времени всех операций к такту выпуска, т.е. согласование временных связей технологического процесса (расчет такта см. п. 2.2, формула (2.9)). Количество оборудования и коэффициент использования оборудования могут корректироваться путем изменения количества смен, номенклатуры и объема выпуска деталей, норм времени по операциям. Если технологический процесс разрабатывается для действующего производства под имеющееся оборудование, то соответственно такая синхронизация для поточного производства также необходима. Синхронизация временных связей технологического процесса может быть выполнена путем реализации следующих мероприятий: - изменением структурных схем операций на более производительные, то есть замена последовательной обработки на параллельную обработку с выбором другого типа оборудования (многошпиндельного, с несколькими параллельно работающими суппортами и т.д.) или (и) инструмента (комбинированные конструкции с возможностью обрабатывать несколько поверхностей одновременно); - перенесением переходов обработки с перегруженных операций на недогруженные операции; - применением на лимитирующих операциях быстродействующей технологической оснастки и загрузочных устройств; - повышением режимов обработки на лимитирующих операциях с применением прогрессивных конструкций инструментов и материалов их режущих частей. 176 При необходимости производится технико-экономическое сравнение предлагаемых вариантов мероприятий и выбор наиболее эффективного варианта. Синхронизация времен технологических операций может быть произведена на основании построения графика, соотношений норм времени операций и времени такта (рис. 4.22) [31]. Рис. 4.22. График отношений норм времени операций к величине такта Из приведенного графика (рис. 4.22) соотношений норм времени операций и времени такта видно, что времена операций необходимо синхронизировать под такт выпуска. Рассчитывается необходимое количество станков. Составляется схема перемещений деталей по станкам. Например, на участке, который организован по предметной форме, реализуется технологический процесс, состоящий из четырех различных операций с различным числом используемых станков (табл. 4.18). Таблица 4.18 Наименование операций и количество оборудования № опер. 005 010 015 020 Наименование операции Количество оборудования Токарная Фрезерная Комбинированная Шлифовальная 1 2 1 1 Схема перемещения деталей по станкам представлена на рис. 4.23. Рис. 4.23. Схема перемещения деталей по станкам 177 Составляется циклограмма работы участка (модуля, станка). Циклограмма должна быть отработана с учетом такта (при необходимости). После выполнения необходимых мероприятий составляется новая циклограмма и уточняется окончательно содержание операций и последовательность их выполнения. Рассмотрим процесс синхронизации норм времени для технологического процесса изготовления детали «крышка» по варианту маршрута 2 (п. 3.2, табл. 3.7) [31]. Расчет норм времени произведем укрупненным методом, используя формулы для расчета основного времени приведенные в [31, 32] прил. 3. Операция 005 Токарная с ЧПУ. Установ А Переход 1 (элементарный) – подрезать торец 11 (черновое подрезание торца). tо = 0.0000224 · D2 = 0.0000224 · 982 = 0.215 мин. Переход 2 (элементарный) – точить поверхность 16 (точение черновое). tо = 0.000075 · D · L = 0.000075 · 96 · 16 = 0.115 мин. Переход 3 (элементарный) – точить фаску 18 (точение фаски черновое). tо = 0.00075 · D · L = 0.000075 · 96 · 2 = 0.014 мин. Итого основное время для установа А, составит tо = 0.344 мин. Определяем вспомогательные времена (tв). Установить деталь (УД) в самоцентрирующем патроне вручную с креплением ключом t уст – 0.17 мин. Сменить инструмент (СИ) с учетом времени на подвод и отвод инструмента t зам + t х.х = 0.1 мин. Инструментов три, общее время смены инструментов – 0.1 ·3 = 0.3 мин. Вспомогательное время установа А составит tв = t уст + (t зам + t х.х) = 0.17 + 0.3 = 0.47 мин. Оперативное время установа А tоп = tо + tв = 0.344 + 0.47 = 0.814 мин. Установ Б Переход 1(элементарный) – подрезать торец 23 (черновое подрезание). tо = 0.0000224 · (D 2 - d2) = 0.0000224 · (622 - 542 ) = 0.02 мин. Переход 2 (элементарный) – точить поверхность 27 (точение черновое). tо = 0.000075 · D · L = 0.000075 · 65 · 12 = 0. 058 мин. Переход 3 (совокупный параллельный) – точить канавку 210 с подрезкой торца 22 (точение канавки черновое). tо = 0.0000224 · (D2 - d2) = 0.0000224 · (982 - 612) = 0.131 мин. Переход 4 (элементарный) – расточить фаску 29 (растачивание черновое). tо = 0.000075 · D · L = 0.000075 · 54 · 3 = 0. 012 мин. Переход 5 (элементарный) – точить поверхность 27 (точение получистовое). tо = 0.000075 · D · L = 0.000075 · 63 ·12 = 0. 057 мин. Переход 6 (элементарный) – точить поверхность 27 (точение чистовое). 178 tо = 0.000175 · D · L = 0.000175 · 62 ·12 = 0. 13 мин. Основное время для установа Б составит tо = 0.408 мин. Определяем вспомогательные времена (tв). Переустановить деталь (ПД) в самоцентрирующем патроне вручную с креплением ключом t уст – 0.17 мин. Снять деталь (СД) t сн – 0.17 мин. Сменить инструмент (СИ) с учетом времени на подвод и отвод инструмента t зам + t х.х = 0.1 мин. Инструментов пять, значит общее время смены инструментов составит 0.1 · 5 = 0 .5 мин. Вспомогательное время установа Б составит tв = t уст + t сн + (t зам + t х.х) = 0.17 + 0.17 + 0.5 = 0.84 мин. Оперативное время установа Б составит tоп = tо + tв = 0.408 + 0.84 = 1.248 мин. Оперативное время операции 005 составит tоп = 1.248 + 0.814 = 2.062 мин. Норму времени на штуку будем определять по традиционной формуле. Тогда норма времени на штуку для операции 005 будет равна Тн.шт = tоп+ tобс+ tпот + t п.з / N п = 2.062 + 0.164 + 0.103 + 0.3 =2.629 мин, где tобс –принимаем время на обслуживание рабочего места 8% от tоп.. Тогда время на обслуживание рабочего места составит tобс = 0.164 мин. t пот – принимаем время на личные потребности 5% от tоп. Тогда время на личные потребности составит tпот = 0.103 мин. t п.з – подготовительно-заключительное время принимаем -30 мин. N п - партия запуска 100 дет. Операция 010 Комбинированная с ЧПУ. Установ А Переход 1 (элементарный) – сверлить три отверстия 15 (черновое сверление). tо = 0.00056 · D · L · n = 0.00056 · 9 ·16 · 3= 0.242 мин. Переход 2 (совокупный параллельный) – цековать три отверстия 14 с подрезкой торца 114 (цекование черновое). tо = 0.00436 · D · L · n = 0.00436 · 14 ·10 · 3= 1.831 мин. Переход 3(элементарный) – фрезеровать поверхность 311 (фрезерование черновое). tо = 0.0059 · L = 0.0059 ·90 = 0. 53 мин. Переход 4 (элементарный) – фрезеровать поверхность 412 (фрезерование черновое). tо = 0.0059 · L = 0.0059 · 90 = 0. 53 мин. Итого основное время для операции 010 составит tо = 3.134 мин. Определяем вспомогательные времена (tв). Установить деталь (УД) в самоцентрирующем пневматическом приспособлении вручную на горизонтальную плоскость t уст – 0.2 мин. Снять деталь (СД) t сн – 0.2 мин. 179 Сменить инструмент (СИ) с учетом времени на подвод и отвод инструмента t зам + t х.х = 0.1 Инструментов три, значит общее время смены инструментов составит – 0.1 · 3 = 0.3 мин. Добавим время на перемещение инструментов при обработке отверстий и при фрезеровании между поверхностями t х.х – 0.5 мин. Вспомогательное время операции 010 составит tв = t уст + t сн + (t зам + t х.х) = 0.2 + 0.2 + 0.3 + 0.5 = 1.2 мин. Оперативное время операции 010 составит tоп = 3.134 + 1.2 = 4.334 мин. Норма штучного времени на операцию 010 будет равна Т н.шт = tоп + tобс + tпот + t п.з / N п = 4.334 + 0.346 + 0.216 + 0.4 = 5.296 мин, где tобс – принимаем время на обслуживание рабочего места 8% от tоп. Тогда время на обслуживание рабочего места составит tобс = 0.346 мин. tпот – принимаем время на личные потребности 5% от tоп.. Тогда время на личные потребности составит tпот = 0.216 мин. tп.з – подготовительно-заключительное время принимаем – 40 мин. N п – партия запуска 100 деталей. Операция 015 Токарная с ЧПУ. Установ А Переход 1 (элементарный) – точить поверхность 16 (точение повышенной точности). tо = 0.000175 · D · L= 0.000175 · 61 · 16 = 0. 171 мин. Переход 2 (элементарный) – подрезать торец 11 (отделочное подрезание торца). tо = 0.000011 · (D2- d2) = 0.000011 · (982 - 612) = 0. 064 мин. Переход 3 (элементарный) – точить фаску 18 (точение фаски черновое). tо = 0.000075 · D · L = 0.000075 · 62 · 2 = 0.009 мин. Итого основное время для операции 015 составит tо = 0.244 мин. Определяем вспомогательные времена (tв). Установить деталь (УД) в самоцентрирующем патроне вручную с креплением ключом t уст – 0.17 мин. Снять деталь (СД) t сн – 0.17 мин. Сменить инструмент (СИ) с учетом времени на подвод и отвод инструмента t зам + t х.х = 0 .1. Инструмента два, общее время смены инструментов составит 0.1 · 2 = 0.2 мин. Вспомогательное время операции 015 будет равно tв = t уст + t сн + (t зам + t х.х) = 0.17 + 0.17 + 0.2 = 0.54 мин. Оперативное время операции 015 составит tоп = 0.244 + 0.54 = 0.784 мин. Норма штучного времени на операцию 015 будет равно Тн.шт = tоп + tобс+ tпот + tп.з / N п = 0.784 + 0.062 + 0.039+ 0.1 = 0.815 мин, где tобс – принимаем время на обслуживание рабочего места 8% от tоп.. Тогда время на обслуживание рабочего места составит tобс = 0.062 мин. tпот – принимаем время на личные потребности 5% от tоп. 180 Тогда время на личные потребности составит tпот = 0.039 мин. tп.з. – подготовительно- заключительное время принимаем – 10 мин. N п – партия запуска 100 дет. На данном участке необходимо производить в год в совокупности 18 разновидностей крышек с общим объемом выпуска N = 90000 шт. Участок организован по предметной форме, т.е. оборудование расставлено по технологическому процессу. Участок работает в две смены. Определяем фонды времени номинальный и эффективный. Фонд номинальный годовой работы оборудования равен при двухсменном режиме – 3984 ч. Фонд эффективный годовой работы оборудования с учетом 10% потерь времени (Ф э. об) – 3585 ч. Определяем средний такт выпуска τ = Фэ.об · 60 / N =3585 · 60 / 90000 = 2.39 мин. Нормы штучного времени на операции: № 005 – 2.629 мин, № 010 – 5.296 мин, № 015 – 0.815 мин. Строим график отношений норм времени операций к величине такта. Сравниваем нормы штучных времен и такта (рис. 4.24). Нормы штучного времени получились больше времени такта на операции 005 и 010. Определим отношения норм штучных времен к такту, которое определяет и количество необходимого оборудования для каждой операции 2.629 / 2.39 = 1.1, 5.296 / 2.39 = 2.21, 0815 / 2.39 = 0.341. Если принять для операции 0.05 один станок, а для операции 010 – два станка, то для операции 005 и 010 плановое задание может быть не выполнено. Строим циклограммы временных связей для выполнения операции 005 (рис. 4.25) и операций 010 и 015 (рис. 4.26) и произведем их анализ. Для сокращения норм времени предлагается в операции 005 для установа А элементарные переходы 1, 2, 3 заменить на совокупный последовательный переход и выполнить его контурным резцом. Рис. 4.24. График отношений норм времени операций к величине такта 181 Для устнова Б – элементарные переходы 1, 2 и совокупный параллельный переход 3 заменить на совокупный последовательный переход и выполнить его контурным резцом. Это позволит сократить вспомогательное временя tв (на смену инструмента) на 0.5 мин. Тогда оперативное время операции 005 составит tоп = 2.062 - 0.5 = 1.562 мин. Норма штучного времени на операцию 005 будет равна Тн.шт = tоп+ tобс + tпот + tп.з / N п = 1.562 + 0.124 + 0.078 + 0.3 = 2.064 мин. Величина нормы штучного времени на операцию 005 (2.064) получится меньше такта. Отношение нормы времени к такту для данной операции составит 2.064 / 2.39 = 0.86. Сокращения на рис. 4.25, 4.26: Б – базовая поверхность (цифра после буквы обозначает количество лишенных степеней свободы); технологические переходы – Пчр – подрезание черновое, Тчр – точение черновое, Тп/ч – точение получистовое, Тч – точение чистовое, Тпт – точение повышенной точности, Тотд – точение отделочное, Счр – сверление черновое, Ц – цекование черновое, Фчр – фрезерование черновое; вспомогательные переходы – УД – установка детали в приспособлении, СИ – смена инструмента, ПД – перевернуть деталь, СД – снять деталь; вид перехода – э – элементарный, с – совокупный. Для операции 010 предлагается заменить элементарный переход 1 (сверление) и совокупный параллельный переход 2 (цекование) на совокупный параллельный переход, применив комбинированный инструмент сверло-цековку, что позволит сократить основное время tо на 0.242 мин и вспомогательное время за счет смены инструмента и дополнительных перемещений на tв = 0.1 + 0.3 = 0.4. Значит, оперативное время выполнения операции 010 составит tоп = 4.334 - (0.264 + 0.4)= 3.692 мин. Норма штучного времени на операцию 010 будет равно Т н.шт = tоп + tобс+ tпот + tп.з / N п = 3.692 + 0.295 + 0.184 + 0.4 = 4.676 мин. Тогда отношение нормы штучного времени к времени такта составит для операции 010 - 4.676 / 2.39 = 1.956. Если выполнять данную операцию параллельно на двух станках, то это отношение составит 1.956 / 2 = 0.978. Отношение нормы штучного времени к такту для операции 015 составило 0.341. Поэтому данную операцию можно дополнительно загрузить другими деталями, или перевести станок на работу в одну смену. Если использовать станок в одну смену время такта сократится в два раза (за счет изменения эффективного фонда времени работы оборудования) и отношение нормы штучного времени к такту составит 0.815 / 1.195 = 0.68. 182 183 № № повст. ти Б4 Ось дет. 4 12 3 11 9 10 13 7 Б1 2 2 3 Б1 14 4 5 8 6 1 1 Осн. время to № пер. и вид Всп. время tв Всп. перехы № позиции Установ № Операции 0.17 УД Базы и переходы Б2 Рчр Тчр Тчр Тпч Тч Пчр Пчр Тчр Тчр Пчр 0.215 1э Б1 Б3 0.115 2э 0.1 СИ 0.014 3э 0.1 СИ 1 А 005 Токарная с ЧПУ 0.02 1э 0.1 0.17 СИ ПД 0.058 2э 0.1 СИ 0.131 3с 0.1 СИ 0.012 4э 0.1 СИ 1 Б Рис. 4.25. Циклограмма временных связей на операцию 005 0.057 0.13 5э 6э 0.1 СИ 0.1 0.17 СИ СД 184 № № повст. ти Ось дет. 4 12 3 11 9 10 13 7 2 2 3 14 4 5 8 6 1 1 Осн. время to № пер. и вид Всп. время tв Всп. перех-ы № позиции Установ № Операции Базы и переходы Б2 Б2 Фчр Фчр Тчр Б1 Тпт Тотд Б3 Цчр Цчр Счр Б1 Б3 0.242 1э 0.2 УД 1.832 2с 0.1 СИ 0.1 СИ 1 А 010 Комбинированная с ЧПУ 0.53 3э 0.53 4э 0.171 1э 0.1 СИ 0.2 СД 0.064 2э 0.17 УД 0.009 3э 0.1 СИ 1 А 015 Токарная с ЧПУ Рис. 4.26. Циклограмма временных связей на операцию 010 и 015 0.1 СИ 0.1 СД Строим схему перемещения деталей по станкам (рис. 4.27). Рис. 4.27. Схема перемещения деталей по станкам Возможно и дальнейшее выравнивание времен для данных операций, путем корректировки режимов резания, замены материалов режущих частей инструментов и др. В результате поточность и выполнение заданной программы выпуска деталей на данном участке будет обеспечена. Данный вариант технологического процесса довольно неудобен, в плане организации производства. Поэтому следует выбрать более прогрессивный вариант технологического процесса и обработать данную деталь за два установа на одном многоцелевом станке с ЧПУ (см. п. 2.7). Это позволит повысить производительность и сократить цикл обработки детали, площадь участка, количество необходимой оснастки и т. д. После синхронизации операций по времени окончательно уточняется тип оборудования, выбирается модель и приводятся основные технические характеристики. При необходимости формулируются требования для проектирования или модернизации технологического оборудования и оснастки. Полученные данные по количеству и наименованию оборудования необходимо представить в табличной форме (табл. 4.19). Таблица 4.19 Ведомость оборудования № операции Наименование операции Тип оборудования Количество Основные характеристики станка При необходимости выполняются мероприятия по повышению производительности конкретной операции, например, для многоцелевых станков с ЧПУ повышение производительности обработки деталей возможно за счет осуществления комбинированных операций с применением параллельной работы суппортов или инструментальных револьверных головок (РГ). Рассмотрим пример обработки детали на комбинированной операции с применением многооперационного станка токарной группы с двумя РГ, оснащенного двухканальной системой ЧПУ, которая обеспечивает раздельное управление каждой из РГ и позволяет программировать парал185 лельное выполнение части технологических переходов. Обработка деталей задается с помощью двух независимых управляющих программ (УП), каждая из которых предназначена для передачи команд на соответствующую РГ [31]. Исходные данные Оборудование – многооперационный станок токарной группы с двумя инструментальными РГ. Двухканальная система ЧПУ с раздельным программированием действий револьверных головок. Язык программирования – SINUMERIK-840D. В применяемом языке программирования согласование осуществляется кадрами УП, содержащими специальные метки, имеющие вид: WAITM (5,…), WAITM (10,…), WAITM (15,…) и т.д., где 5, 10, 15 – их цифровые обозначения. Для дальнейшего описания метода согласованного программирования двух РГ примем условное укороченное обозначение меток Wi : W5, W10 и т.д. Кадр УП, содержащий указанную метку, несет в себе команду на приостановку работы соответствующей РГ. Приостановленная ранее РГ может быть запущена только командой, переданной по второму каналу управления на другую револьверную головку и содержащей кадр с одноименной меткой. Допустим, система управления первой револьверной головки (РГ1) достигла кадра с меткой W10 и приостановила работу. Одновременно с этим вторая револьверная головка (РГ2) остается «активной» и продолжает работать по «своей» УП, передаваемой по второму каналу управления. После выполнения заданных процедур УП «активной» РГ2 достигает одноименной метки W10. Это команда для РГ1 на возобновление работы. Момент достижения «активной» РГ2 метки с цифровым обозначением, на котором ранее была приостановлена работа РГ1, является условной точкой встречи двух РГ. Приостановленная ранее РГ1 возобновляет работу, при этом активная РГ2 также продолжает работу. Таким образом, точка встречи является моментом начала совмещенной во времени работы РГ1 и РГ2. Рассмотрим принцип согласованного программирования действий двух РГ на примере обработки детали, изображенной на рис. 4.28. Операция включает в себя подрезку торца, черновое сверление центрального отверстия, а также черновую, чистовую и повышенной точности обработку наружной и внутренней поверхностей. Инструменты, осуществляющие переходы в параллельном режиме должны располагаться в разных револьверных головках. Поэтому для осуществления описанной операции оптимальным представляется: - размещение радиально расположенных инструментов, осуществляющих подрезку торца и точение наружных поверхностей в РГ1 (рис. 4.28, а); - размещение инструментов, осуществляющих сверление центрального отверстия и расточку внутренних поверхностей в РГ2 (рис. 4.28, б). 186 Рис. 4.28. Совмещенная обработка наружной и внутренней поверхностей: а – инструмент в револьверной головке РГ1; б – инструмент в револьверной головке РГ2 Приведем построение циклограммы последовательной обработки детали различными инструментами (рис. 4.28, а) [4]. Запуск обеих УП осуществляется общей командой «ПУСК». При этом РГ1 станка приступает к работе, а РГ2 остается в положении ожидания по команде W5. После выполнения переходов П1 и П2 система управления РГ1 достигает одноименной метки W5; это – команда на запуск работы РГ2. Сама РГ1 приостанавливает работу по команде следующего кадра: W10. РГ2 выполняет переходы П3…П5, после чего система управления РГ2 достигает одноименной метки W10. Это – команда на запуск работы РГ1. Сама РГ2 приостанавливает работу по команде следующего кадра: W15. И так далее. Обе РГ завершают работу, предварительно встретившись по метке W20. Структура программного управления последовательного цикла выполнения операции приведена в табл. 4.20. Рассмотрим задачу обработки детали (рис. 4.28) с применением совмещенных переходов. Как уже было отмечено, в многооперационных центрах с двумя инструментальными РГ и двухканальной системой управления производительность обработки детали может быть существенно повышена за счет применения комбинированного цикла, в рамках которого переходы инструментов, размещенных в РГ1 и РГ2, совмещены во времени. Указанная задача включает в себя ряд технологических ограничений: • черновая подрезка торца должна выполняться отдельно от других переходов; • переходы по обработке поверхностей повышенной точности должны выполняться отдельно от других переходов; • черновые переходы не могут выполняться в параллельном режиме с чистовыми переходами. В результате проведенного анализа комбинированного цикла обработки детали было решено выполнить в параллельном режиме: 187 • черновые переходы обработки внутренних и наружных поверхностей детали; • чистовые переходы обработки внутренних и наружных поверхностей детали. Комбинированный цикл обработки детали (рис. 4.28 начинается с черновой подрезки торца П1. Выполнение этого перехода – необходимое условие для начала работы черновых инструментов. Черновое сверление центрального отверстия П3 и черновая расточка П4 выполняются последовательно; одновременно с ними осуществляется черновое наружное точение П2. Дальнейшее продолжение операции возможно только при условии окончания обоих переходов черновых резцов П2 и П4. Чистовые переходы инструментов П5 и П6 также совмещены во времени. После окончания чистовых переходов система приступает к последовательному выполнению переходов повышенной точности – сначала перехода П7 и затем перехода П8. Циклограмма обработки детали изображена на рис. 4.29, б. Структура программного управления комбинированного цикла выполнения операции приведена в табл. 4.21. Первой к работе приступает РГ1 (переход П1), а РГ2 задерживается в положении ожидания по команде W5. После окончания перехода П1 система управления РГ1 по команде одноименной метки W5 запускает работу РГ2. При этом сама РГ1 не прерывает работу, а приступает к выполнению перехода П2. Такая структура программирования позволяет совместить во времени черновой переход П2 с другими черновыми переходами: П3 и П4. После «встречи» двух систем управления по метке W10 РГ1 и РГ2 станка возобновляют совместную работу по выполнению чистовых переходов П5 и П6). После новой «встречи» двух систем управления (по метке W15) станок переходит к последовательной обработке двух поверхностей повышенной точности. Вначале РГ1 выполняет переход П7, а РГ2 находится в положении ожидания по команде W20. Далее РГ2 выполняет переход П8, а РГ1 находится в положении ожидания по команде W25. После «встречи» двух систем управления по метке W25 обе РГ одновременно завершают работу. Визуальное сравнение циклограмм последовательной (рис. 4.29, а) и совмещенной во времени (рис. 4.29, б) организации переходов позволяет сделать вывод о том, что в рамках рассматриваемого примера рациональное программирование выполнения переходов позволило существенно повысить производительность обработки за счет снижения оперативного времени. 188 Таблица 4.20 Структура управляющей программы при последовательной организации переходов Структура УП для РГ1 Структура УП для РГ2 СТАРТ СТАРТ ПЕРЕХОД П1: подрезка черновая МЕТКА W5 ПЕРЕХОД П2: точение черновое ПЕРЕХОД П3: сверление черновое МЕТКА W5 ПЕРЕХОД П4: расточка черновая МЕТКА W10 ПЕРЕХОД П5: расточка чистовая ПЕРЕХОД П6: точение чистовое МЕТКА W10 ПЕРЕХОД П7: точение повышенной МЕТКА W15 точности ПЕРЕХОД П8: расточка повышенной точности МЕТКА W15 МЕТКА W20 МЕТКА W20 ФИНИШ ФИНИШ Таблица 4.21 Структура управляющей программы при совмещенной во времени организации переходов Структура УП для РГ1 Структура УП для РГ2 СТАРТ СТАРТ ПЕРЕХОД П1: подрезка черновая МЕТКА W5 МЕТКА W5 ПЕРЕХОД П3: сверление черновое ПЕРЕХОД П2: точение черновое ПЕРЕХОД П4: расточка черновая МЕТКА W10 МЕТКА W10 ПЕРЕХОД П6: точение чистовое ПЕРЕХОД П5: расточка чистовая МЕТКА W15 МЕТКА W15 ПЕРЕХОД П7: точение повышенной МЕТКА W20 точности ПЕРЕХОД П8: расточка повышенной точности МЕТКА W20 МЕТКА W25 МЕТКА W25 ФИНИШ ФИНИШ 189 а) б) Рис.4.29. Моделирование последовательного и комбинированного цикла обработки детали на станке INDEX» с двумя револьверными головками: а – циклограмма при последовательной организации переходов (табл.4.20); б – циклограмма при совмещенной во времени организации переходов (табл.4.21); П1 – подрезка черновая; П2 – точение черновое; П3 – сверление черновое; П4 – расточка черновая; П5 – расточка чистовая; П6 – точение чистовое; П7 – точение повышенной точности; П8 – расточка повышенной точности 190 ГЛАВА 5. АНАЛИЗ И ВЫБОР ЭФФЕКТИВНОГО ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 5.1. Анализ вариантов маршрута технологического процесса Разрабатываемый технологический процесс должен быть эффективным. Под эффективным понимается технологический процесс, обеспечивающий заданный объем выпуска качественных деталей с наименьшей себестоимостью, при наименьших затратах энергии, материалов, труда, времени, а также предусматривающий лучшие условия труда и оказывающий наименьшее влияние на экологию. При рассмотрении вариантов маршрута обработки необходимо выбрать наиболее экономичный из них. При сравнительном технико-экономическом анализе вариантов технологии могут рассматриваться в основном три случая: - анализируется последовательность выполнения технологических переходов и их вид на выбранном оборудовании; - анализируются варианты технологического процесса с использованием различного технологического оснащения, (оборудования, оснастки) и (или) заготовки; - анализируются варианты технологического процесса, требующие дополнительных капитальных вложений на приобретение нового технологического оснащения, модернизацию имеющегося оснащения, реконструкцию и т.п. Для первого случая достаточно провести нормирование времени изготовления по каждому из вариантов. Для второго и третьего случаев для выбора наиболее экономичного варианта необходимо подсчитать технологическую себестоимость, т.е. сумму затрат меняющуюся при изменении технологии изготовления детали. Входящие в технологическую себестоимость затраты делятся на условно – переменные С пер и условно – постоянные С пост. Составляющие технологической себестоимости могут быть найдены по соответствующим расчетным формулам, а сама технологическая себестоимость одной детали: С техн = С пер + С пост / N . (5.1) Для партии деталей N: С техн = С пер · N + С пост , (5.2) где С пер – это расходы на сырье, материалы, основную заработную плату производственных рабочих, расходы на технологическую оснастку, расходы на ремонт оборудования и его содержание, силовую энергию и др. 191 Они изменяются примерно пропорционально изменению объема выпускаемых деталей. С пост – расходы на содержание заводского и цехового управленческого и обслуживающего персонала, на отопление, освещение, и др. Указанные затраты не зависят от объема выпускаемых изделий. Значения С пер и С пост можно определять различными методами (поэлементным, нормативным и др.) с определенной точностью расчетов. Также для выбора наиболее эффективного технологического процесса из рассматриваемых вариантов может производиться расчёт приведённых затрат по формуле т т i =1 i=1 З = N·∑ [ (б + В) · So · Тi + Ai / N] + Е н ·∑ а i · Ai , (5.3) где N – годовой объём выпуска деталей; т – общее число операций изготовления деталей; б, В – коэффициенты доплат и накладных расходов в относительных единицах; So – минутная заработная плата оператора; Тi – трудоёмкость изготовления i-й детали; Ai – годовые затраты на оборудование; а i – число однотипного оборудования на каждой операции; Е н – нормативный коэффициент экономической эффективности [34]. Трудоёмкость изготовления детали Т = Тс /км, (5.4) где Т c – станкоёмкость выполнения операции или время цикла работы станка; к м – коэффициент многостаночного обслуживания. Так как расчёты выполняют на ранних этапах проектирования, то они носят укрупненный характер. В них не учитывают затраты на электроэнергию и инструмент, отнесённые к единице продукции, не учитывают затраты на текущий ремонт и обслуживание, не учитывают сумму удельных потерь времени вследствие отказов оборудования и др., Амортизационные отчисления рассчитывают по нормативным коэффициентам в зависимости от стоимости. Затраты на переналадку технологического оборудования, приходящиеся на одно изготавливаемую деталь: Зп = non · t н a л ·rнал · fзап / N , (5.5) где non – число операций, для которых по технологическому процессу необходима переналадка на изготовление деталей нового наименования; tнaл – средняя продолжительность переналадки, ч.; rнал – часовая ставка наладчика, учитывающая премию и накладные расходы на обслуживание производства, руб.; fзап – частота запуска партий изделий в течение года; N – годовой объем выпуска деталей, шт. 192 Следовательно, затраты на переналадку технологического оборудования, приходящиеся на одну деталь, прямо пропорциональны сложности переналадки, частоте запуска партий деталей в течение года и обратно пропорциональны годовому объёму выпуска деталей, т.е. они будут наиболее значительны в непоточном производстве. Использование технологического оборудования с ЧПУ при изготовлении деталей позволяет сократить потери времени, а также уменьшить затраты оборотных средств, связанных с незавершённым производством, так как в этом случае значительно сокращается цикл производства изготовления деталей. Наибольший эффект получаемый в результате использования станков с ЧПУ при обработке деталей, достигается при изготовлении сложных деталей малыми партиями, так как в этом случае сокращается время на подготовку и смену управляющих программ за счёт централизованного управления от компьютеров. Принятие оптимального решения по выбору варианта технологического процесса и оборудования может осуществлять с использованием САD/CAM систем, выполняющих как расчётные работы, так и моделирование процессов изготовления деталей. Вследствие сложности формализации сквозного проектирования с применением САD/CAM систем чаще всего используют режим диалога специалиста-технолога и компьютера. При этом творческие вопросы проектирования решает технолог, а рутинные вычислительные работы, оценку решения и опреде-ление направления поиска оптимального варианта выполняет компьютер. 5.2. Моделирование и усовершенствование процесса обработки деталей на ГАУ Рассмотрим общие принципы усовершенствования технологического процесса на примере выполнения детали «втулка», операционные эскизы обработки которой приведены на рис.5.1 [18,31]. Гибкий автоматизированный участок (ГАУ), предназначенный для выполнения данной детали, состоит из следующих структурных единиц (рис. 5.2): склада заготовок А; гибкого производственного модуля (ГПМ) токарной обработки Б; гибкого производственного модуля фрезерной обработки В; склада готовых деталей Г. ГПМ Б имеет в своем составе токарные станки с ЧПУ 3,4 и обслуживающий их промышленный робот (ПР) 2. ГПМ В имеет в своем составе станок фрезерной группы с ЧПУ 6 и обслуживающий его ПР 5. В состав ГАУ входит также автоматически управляемая тележка с кассетой 1. Технологический процесс состоит из трех операций, причем каждая операция выполняется за один установ: токарная операция 005 выполня193 ется на станке 3; токарная операция 010 выполняется на станке 4; фрезерная операция 015 выполняется на станке 6. Полный цикл обработки детали включает в себя: • обработку на станках с ЧПУ 3, 4, 6; • перемещение заготовок между производственными модулями с помощью тележки с кассетой 1; • загрузку заготовок в рабочие зоны станков с ЧПУ 3, 4, 6 с помощью ПР 2 и 5. Необработанную заготовку обозначим «Заготовка_0 (З_0)»; заготовку, обработанную по операции № 005 и 010 – «Заготовка_1 (З_1)»; заготовку, обработанную по операции № 015 – «Заготовка_2 (З_2)»; полностью обработанную (готовую) деталь – «Готовая деталь (ГД)». В кассете 1 предусмотрено три ячейки: ячейка Я_1 для З_0, ячейка Я_2 для З_2 и ячейка Я_3 для ГД. Заготовка З_1 перемещается между станками 3 и 4 непосредственно манипулятором. Промежуточные межоперационные накопители заготовок в структуре ГАУ не предусмотрены. Система работает следующим образом. Тележка перемещается на склад А, где происходит загрузка З_0 в ячейку Я_1 кассеты 1. Далее кассета прибывает в зону ГПМ Б, где ПР 2 перемещает З_0 в рабочую зону токарного станка 3. Далее происходит токарная обработка на операции 005, после которой ПР 2 перемещает З_1 в рабочую зону токарного станка 4. Затем производитсятокарная обработка на операции 010, после которой ПР 2 перемещает З_2 в ячейку Я_2. Далее кассета с З_2 прибывает в зону ГПМ В, и ПР 5 перемещает З_2 в рабочую зону фрезерного станка 6 который выполняет фрезерную операцию 015, после окончания которой ПР 5 перемещает ГД в ячейку Я_3. Кассета с ГД прибывает на склад Г, где производится освобождение ячейки Я_3. Далее тележка с кассетой возвращается на склад заготовок А, и технологический цикл повторяется. На первоначальной стадии разработки технологического процесса был сформирован технологический цикл, отображающий последовательное выполнение действий исполнительными элементами. Циклограмма базового технологического процесса приведена на рис. 5.3, коды обозначения элементов ГАУ, указанные на циклограмме приведены в табл. 5.1, детальное описание и время выполнения событий производственной системы приведены в табл. 5.2. Отметим, что построение циклограммы осуществлялось методом последовательного отображения событий с момента запуска ГАУ. Как видно из циклограммы, время цикла выполнения детали на ГАУ ТГАУ равно времени полного цикла выполнения детали ТД и также равно суммарному времени работы исполнительных элементов ГАУ ∑ti: 194 а) б) в) Рис.5.1. Операционные эскизы обработки детали: а – операция 005; б – операция 010; в – операция 015 Рис. 5.2.Схема гибкого автоматизированного участка: А – склад заготовок; Б – ГПМ токарной обработки; В – ГПМ фрезерной обработки; Г – склад готовых деталей; 1 – кассета; 2,5 – промышленные роботы; 3,4 – токарные станки с ЧПУ; 6 – фрезерный станкок с ЧПУ 195 Рис. 5.3. Циклограмма базового технологического процесса Таблица 5.1 Коды обозначения элементов ГАУ 1 2 3 Кассета ПР модуля токарных станков с ЧПУ Токарный станок с ЧПУ 4 Токарный станок с ЧПУ 5 ПР модуля станков типа фрезерного станка с ЧПУ 6 Фрезерный станок с ЧПУ ТГАУ =ТД =∑ti =1415 с. На последующем этапе моделирования было проведено тестирование имитационной модели на предмет работоспособности системы в целом. Процедура тестирования включала в себя пошаговую проверку циклограммы действий исполнительных элементов ИПС на предмет причинно-следственных взаимодействий исполнительных элементов ГАУ. Эти взаимодействия на множестве «события-условия» были воспроизведены в виде сети Петри [18] (рис. 5.4). На начальной стадии построения сети Петри были определены условия начала технологического цикла, (Р1…Р6, выделены штрихпунктирным контуром), означающие, что все места для загрузки объектов свободны. Построение сети Петри осуществлялось путем пошаговых переходов от событий к условиям и от условий к событиям. Отметим, что сигналом к началу действия системы является активизация команды «Старт». 196 Для построения сети Петри рассмотрим одно из текущих действий ГАУ в процессе технологического цикла: перенос З_0 из кассеты на токарный станок 3 (рис. 5.2). Таблица 5.2 События производственной системы Исполнительный элемент События производственной системы --- t0 --- t1 10 t2 10 t3 t4 t5 t6 t7 5 300 5 400 5 t8 10 t9 5 Перемещение на склад заготовок и загрузка З_0 в кассету 1 Перемещение З_0 в зону ГПМ токарной обработки Перемещение З_0 из кассеты 1 на станок 3 Выполнение операции 005 Перемещение З_1 со станка 3 на станок 4 Выполнение операции 010 Перемещение З_2 со станка 4 в кассету 1 Перемещение З_2 в зону ГПМ фрезерной обработки Перемещение З_2 из кассеты 1 на станок 6 ОЦ 6 t10 650 Выполнение операции 015 ПР 5 t11 5 Перемещение ГД со станка 6 в кассету 1 10 Перемещение ГД на склад готовых деталей и ее выгрузка Тележка с кассетой 1 Тележка с кассетой 1 ПР 2 Станок 3 ПР 2 Станок 4 ПР 2 Тележка с кассетой 1 ПР 5 Символ Время выполнеОПИСАНИЕ СОБЫТИЯ события ния (секунды) Тележка с t12 кассетой 1 Старт Необходимые условия выполнения данной процедуры следующие: - З_0 находится в ячейке Я_1; - тележка с кассетой находится в зоне ГПМ Б; - рабочая зона токарного станка 3 свободна. Очевидно, что если не выполнено хотя бы одно из этих условий, заготовка не может быть перенесена на станок 3. Выполнение указанного действия приводит к следующим изменениям состояния исполнительных элементов ГАУ: 1. З_0 находится в зоне обработки станка 3. 2. Ячейка Я_1 свободна. Таким образом, выполнено условие начала следующего действия – обработки детали на станке 3 по операции 005. Выполнение второго условия «ячейка Я_1 свободна» понадобится нам для осуществления последующих действий исполнительных элементов ГАУ. 197 Рис. 5.4. Сеть Петри для цикла выполнения партии деталей Таблица 5.3 Условия влияющие на действия элементов ГАУ P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17 Ячейка Я_1 (для заготовки З_0) кассеты свободна Зона обработки токарного станка №1 свободна Зона обработки токарного станка №2 свободна Ячейка Я_2 (для заготовки З_2) кассеты свободна Зона обработки ОЦ №1 свободна Ячейка Я_3 (для ГД) кассеты свободна Заготовка З_0 находится в ячейке Я_1 кассеты Тележка с кассетой находится в зоне ГПМ токарной обработки Заготовка З_0 находится в зоне обработки токарного станка №1 Заготовка З_0 обработана и приняла состояние заготовки З_1 Заготовка З_1 находится в зоне обработки токарного станка №2 Заготовка З_1 обработана и приняла состояние заготовки З_2 Заготовка З_2 находится в ячейке Я_2 кассеты Тележка с кассетой находится в зоне ГПМ фрезерной обработки Заготовка З_2 находится в зоне обработки ОЦ №1 Заготовка З_2 обработана и приняла состояние готовой детали (ГД) ГД находится в ячейке Я_3 кассеты 198 Таблица 5.4 Матрица входных инциденций Таблица 5.5 Матрица выходных инциденций На базе построения сети Петри были определены условия, влияющие на действия исполнительных элементов ГАУ в процессе выполнения технологического цикла (табл.5.3). Далее сеть Петри была воспроизведена в виде матриц входных и выходных инциденций (табл. 5.4, 5.5). С целью повышения производительности технологического процесса было решено совместить во времени циклы выполнения различных деталей, находящихся в разной степени готовности. Сокращение технологического цикла ГАУ планировалось осуществить за счет использования задействованных исполнительных элементов в параллельном режиме. 199 С учетом заданных промежутков времени выполнения событий модели (табл. 5.2) было принято решение о выполнении операции 005 (продолжительность 300 с) и операции 010 (продолжительность 400 с) параллельно с операцией 015 (продолжительность 650 с). Циклограмма усовершенствованного технологического процесса приведена на рис. 5.5. Рис. 5.5. Циклограмма усовершенствованного технологического процесса Как видно из циклограммы, фрезерная обработка (операция 015) детали i выполнялась параллельно токарной обработке (операции 005 и 010) следующей по ходу выполнения производственной партии детали «i+1». 200 Поэтому время выполнения усовершенствованного технологического цикла выполнения детали на ГАУ ТГАУ (рис. 5.5) оказалось примерно вдвое ниже времени выполнения базового цикла выполнения детали ТД (рис. 5.3): ТГАУ =∑[t1... t9] =750 с. Соответствие каждого события модели (такта технологического цикла) условиям его выполнения было проверено путем пошаговой проверки циклограммы (рис. 5.5). Отметим, что причинно-следственные взаимодействия исполнительных элементов остались неизменными по сравнению с первоначально разработанным технологическим циклом. Это позволило произвести тестирование циклограммы без построения новой сети Петри Анализ технологического процесса показал, что эффективность работы ГАУ может быть дополнительно повышена путем привлечения в технологический цикл нового оборудования. Поэтому в разработанную ранее структуру ГАУ (рис. 5.2) был привлечен дополнительный исполнительный элемент: фрезерный станок с ЧПУ 7, который был встроен в ГПМ В (рис. 5.6). Рис. 5.6. Схема усовершенствованного гибкого автоматизированного участка: А – склад заготовок; Б – ГПМ токарной обработки; В – ГПМ фрезерной обработки; Г – склад готовых деталей; 1 – кассета; 2, 5 – ПР; 3, 4 – токарные станки с ЧПУ; 6, 7 – фрезерные станки с ЧПУ. В усовершенствованный технологический цикл были введены дополнительные события t13, t14, t15, связанные с обработкой заготовок на станке 7 (табл. 5.6). Циклограмма усовершенствованного технологического процесса с дополнительными событиями приведена на рис. 5.7. Процесс выполнения деталей был скомпонован таким образом, что токарные станки выполняли операции 005 и 010 в параллельном режиме, причем токарный станок 4 и поочередно «передавал» заготовку для выполнения операции 015 на два разных фрезерных станка с ЧПУ 6 и 7. 201 Таблица 5.6 Дополнительные события усовершенствованного цикла Исполнительный элемент Символ Время, собысекунды тия ПР 5 t13 5 Станок 7 ПР 5 t14 t15 650 5 Описание события Перемещение заготовки З_2 из кассеты 1 на станок 7 Выполнение операции 015 Перемещение ГД со станка 7 в кассету 1 Рис. 5.7. Циклограмма усовершенствованного технологического процесса с дополнительными событиями 202 Описанная структура технологического цикла позволила дополнительно снизить время выполнения детали на ГАУ ТГАУ еще почти в два раза: ТГАУ =∑[t5,t6,t7] = 410 с. Соответствие каждого события модели условиям его выполнения было проверено путем пошаговой проверки циклограммы (рис. 5.7). Причинно-следственные взаимодействия исполнительных элементов остались неизменными, поэтому построения новой сети Петри для тестирования циклограммы не потребовалось. 5.3. Повышение качества технологического процесса В современных условиях выпуск качественной продукции является основной задачей любого производства. В соответствии с международным стандартом ИСО 9000-2000, качество – это совокупность свойств и характеристик продукции, которые придают ей способность удовлетворять обусловленные или предлагаемые потребности. Дальнейшее развитие концепции целевого управления в области качества привело к формированию современной концепции всеобщего управления качеством (ВУК). Всеобщее управление качеством (ВУК или TQM – Total quality management) имеет несколько определений, самое короткое, это - менеджмент качества, полностью охватывающий организацию. В настоящее время концепция всеобщего управления качеством реализована в МС ИСО версии 2000 года т.е. в ГОСТ Р ИСО 9000 – 2001. ГОСТ Р ИСО 9000 – 2001. «Система менеджмента качества. Основные положения и словарь». ГОСТ Р ИСО 9000 – 2001. «Система менеджмента качества. Требования». ГОСТ Р ИСО 9000 – 2001. «Система менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности». Качество изделий определяется различными факторами: - технического характера (конструктивные, технологические, метрологические и т.д.); - экономического характера (финансовые, нормативные, материальные и т.д.); - социального характера (организационные, правовые, кадровые и т.д.). Система показателей качества продукции Количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее качество, называются показателями качества продукции. 203 Совокупность показателей качества продукции можно классифицировать по следующим признакам: 1) по отношению к различным свойствам продукции (назначения, технологичности, эргономичности и т.д.); 2) по количеству характеризуемых свойств (единичные, комплексные и т.д.) 3) по применению для оценки качества (базовые, относительные); 4) по способу выражения (в натуральных или стоимостных единицах, процентах, баллах и т.д.); 5) по стадии определения (проектные, производственные, эксплуатационные и т.д.); 6) по методу определения (расчетные, экспериментальные и.т. д.) и др. Среди показателей качества имеются такие, которые невозможно выразить численными значениями (оттенки, запах, тембр и т.д.). Они определяются при помощи органов чувств (органолептически) и называются сенсорной характеристикой. ГОСТ 22851 -77 и другие литературные источники по качеству устанавливают следующую номенклатуру основных групп показателей качества по характеризуемым ими свойствам продукции: 1. Показатели назначения - характеризуют основные функции и область применения продукции. Подразделяются на: а) классификационные, устанавливают принадлежность изделий к классификационной группировке (классы автомобилей, точность приборов и т.д.); б) функциональные (эксплуатационные), характеризуют полезный результат от эксплуатации изделий (производительность станка, быстродействие компьютера и т.д.); в) конструктивные дающие представление об основных конструкторских решениях (двигатели дизельные, бензиновые, электрические и т.д.); г) социальные (современный выход на рынок, соответствие товаров спросу, моральное старение и т.д.) д) состава и структуры определяющие содержание в продукции химических элементов, их соединений. 2. Показатели надёжности - характеризуют свойства изделия, заключающиеся в его способности выполнять определенные задачи в определённых условиях эксплуатации. Включают в себя: а) безотказность; б) долговечность; в) ремонтопригодность; г) сохраняемость. 3. Эргономические показатели - характеризуют систему «человек – изделие». Включают: а) гигиенические; б) антропометрические; в) физиологические и психофизиологические. 4. Эстетические – характеризуют информационную выразительность, рациональность формы, цвета, совершенство исполнения и стабильность товарного вида. 204 5. Показатели технологичности – характеризуют свойство продукции, обуславливающее оптимальное распределение затрат, материалов, труда и времени при технической подготовке производства, изготовлении и эксплуатации продукции. 6. Экологические показатели – характеризуют уровень вредных воздействий на окружающую среду, возникающие при эксплуатации или потреблении продукции. 7. Показатели безопасности - характеризуют особенности продукции, обусловливающие при ее эксплуатации или потреблении безопасность человека. 8. Показатели экономного использования сырья материалов, энергии по уровню потребления указанных элементов при эксплуатации. 9. Сервисные показатели – наличие и удаленность сервисных структур, уровень качества сервисного обслуживания и т.д. 10. Экономико-коммерческие показатели - полная себестоимость изготовления, единовременные и текущие затраты потребителя и т.д. 11. Патентно-правовые показатели характеризуют степень обновления технических решений, их патентную чистоту и защиту, а также возможность беспрепятственной реализации продукции в нашей стране и за рубежом. И другие показатели. Для отдельных видов продукции некоторые группы показателей могут отсутствовать либо преобладать. Числовые значения показателей качества устанавливаются с помощью объективных и субъективных методов. Объективные методы – измерительный, регистрационный, расчетный. Субъективные методы - органолептический, социологический, экспертный. Под управлением качеством продукции понимаются действия, осуществляемые при создании, эксплуатации или потреблении продукции в целях установления, обеспечения и поддержания необходимого уровня ее качества. Методы управления качеством представляют собой способы и приемы осуществления управленческой деятельности и воздействия на управляемые объекты для достижения поставленных целей в области качества. Организационно-распределительные методы – осуществляются посредством обязательных для исполнения директив, приказов и других предписаний, направленных на повышение и обеспечение необходимого уровня качества. Инженерно-технологические методы – осуществляются посредством взаимосвязанных между собой способов управления качеством технологических процессов и контроля качества выпускаемой продукции. 205 Экономические методы – реализуются путем создания экономических условий, побуждающих работников и коллективы подразделений и организаций систематически повышать и обеспечивать необходимый уровень качества. Социально-психологические методы – основаны на использовании групп факторов, влияющих на управление протекающими в трудовых коллективах социально-психологическими процессами для достижения целей в области качества. В соответствии с ГОСТ Р 51814.1-2004 «Системы менеджмента качества в автомобилестроении. Особые требования по применению ГОСТ Р ИСО 9001-2001, в автомобильной промышленности и организациях, производящих соответствующие запасные части», должен быть сформирован план управления, охватывающий три этапа производства: а) создание опытного образца; б) подготовка производства; в) производство. План управления качеством – краткое формализованное описание технологии формирования показателя качества продукции, его контроля и управления процессов производства. На каждый из приведенных этапов производства разрабатывается свой план управления, который является результатом выполнения общего плана управления качеством. План управления качеством должен включать следующие разделы: а) общие данные; б) управление продукцией; в) управление процессом; г) методы; д) корректирующие действия и план реагирования. Рассмотрим один из инженерно-технологических методов управления качеством технологического процесса изготовления деталей. Метод FMEA – анализ видов и последствий потенциальных дефектов - это комплекс мероприятий, целью которых является улучшение конструкции и процесса изготовления продукции на основе анализа потенциальных дефектов продукции и процесса изготовления с количественным анализом последствий и причин дефектов. Данный метод является одним из инженерно-технологических методов, применяемых на предприятиях машиностроительного комплекса, в частности, в автомобильной промышленности. Метод предназначен для улучшение процесса изготовления детали на основе анализа потенциальных дефектов с количественным анализом последствий и причин дефектов. 206 Метод FMEA – это формализованная процедура анализа и доработки проектируемого технического объекта, процесса изготовления, правил эксплуатации и хранения, системы технического обслуживания и ремонта данного технического объекта, основанная на выявлении возможных дефектов разного вида с их последствиями и причинно-следственными связями, обуславливающими их возникновение, и оценках критичности этих дефектов. FMEA проводят с целью анализа и доработки конструкции технического объекта, производственного процесса, правил эксплуатации, системы технического обслуживания и ремонта технического объекта для предупреждения возникновения и (или) ослабления тяжести возможных последствий его дефектов и для достижения требуемых характеристик безопасности, экологичности, эффективности и надежности. Дефект – невыполнение требования, связанного с предполагаемым или установленным использованием ( ГОСТ Р ИСО 9000). Каждый дефект и причина дефекта оцениваются по трем критериям: - значимости; - вероятности возникновения; - вероятности обнаружения. Значимость потенциального дефекта – качественная или количественная оценка предполагаемого ущерба от данного дефекта. Балл значимости (S) – экспертно выставляемая оценка, соответствия значимости данного дефекта по его возможным последствиям. Вероятность возникновения дефекта – количественная оценка доли продукции (от общего ее выпуска) с дефектом данного вида, которая зависит от конструкции технического объекта и процесса его производства. Балл возникновения (О) – экспертно выставленная оценка, соответствующая вероятности возникновения данного дефекта. Вероятность обнаружения дефекта – количественная оценка доли продукции с потенциальным дефектом данного вида, для которой предусмотренные в технологическом цикле методы контроля и диагностики позволят выявить данный потенциальный дефект или его причину в случае его возникновения. Балл обнаружения (D) – экспертно выставляемая оценка, соответствующая вероятности обнаружения дефекта. После получения экспертных оценок вычисляется приоритетное число риска ПЧР по формуле ПЧР = S·О·D. (5.6) Приоритетное число риска – количественная оценка комплексного риска дефекта, являющаяся произведением баллов значимости, возникно207 вения, и обнаружения для данного объекта. Каждое ПЧР может иметь значения от 1 до 1000. Для дефектов, имеющих несколько причин, определяют соответственно несколько ПЧР. Устанавливается предельное значение ПЧРпр. Наиболее часто принимают ПЧР от 100 до 125. Для всех причин, имеющих ПЧР > ПЧРпр разрабатываются мероприятия, направленные на снижение риска до приемлемого уровня. Разработанные рекомендации с указанием ответственного и даты исполнения заносятся в протокол. Далее производится оценка эффективности проведенных мероприятий. В том случае, если все запланированные мероприятия внедрены и эффект корректирующих (предупреждающих) действий адекватен поставленным при их разработке целям, процедура доработки конструкции или процесса завершается. Рассмотрим методику данного метода на примере анализа и доработки технологического процесса изготовления детали. Исходные данные 1. Чертеж детали. 2. Чертеж заготовки. 3. Проект разработанного технологического процесса или действующий технологический процесс обработки детали. Порядок выполнения работы 1. Для разработанного или действующего технологического процесса определить все возможные виды дефектов. Виды дефектов технологического процесса: недостаточная толщина покрытия, пропуск операции контроля, нарушение установленного допуска на выполнение, неправильное базирование или зажим заготовки, неверно назначенный вид контроля и т.д. 2. Для всех описанных видов дефектов определить их последствия. Для каждого вида дефекта может быть несколько потенциальных последствий. Примеры последствий дефектов: возникновение шума, возникновение погрешностей при сборке, неправильная работа, ухудшение эксплуатационных свойств, ухудшение внешнего вида и т.д. 3. Для каждого последствия дефекта необходимо экспертно определить: - балл значимости (S) (табл. 5.8), - балл возникновения (О) (табл. 5.9) Если причиной появление дефекта является нарушение установленного допуска на данный показатель качества и если имеется статистический анализ для аналогичного процесса, то рекомендуется ориентиром для выставления балла О брать индекс Сpk , который определяет практические 208 возможности технологического процесса по обеспечению выполнения требований установленного допуска на данный показатель качества Х. Индекс Сpk вычисляется по формуле Сpk = min{(U – X);(X – L)}/ 3 σ, (5.7) где U, L – верхнее и нижнее предельные значения поля допуска показателя качества Х; Х – выборочное среднее или оценка положения центра настройки технологического процесса; - балл обнаружения (D) (табл. 5.10). 4. Вычислить приоритетное число риска по формуле (5.6). Для дефектов, имеющих несколько причин, определяют соответственно несколько ПЧР. Предельное значение ПЧРпр должен быть в пределах от 100 до 125. Данные по п.п. 3 и 4 сводятся в табл. 5.7 Таблица 5.7 Протокол анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов Вид потенциального дефекта Последствия Балл потенциаль- S ного дефекта Потенциальная причина дефекта Балл О Предложенные меры по обнаружению дефекта Балл D ПЧР 5. Составить перечень дефектов, для которых значения ПЧР превышают ПЧРпр. 6. Предложить мероприятия для снижения ПЧР посредством доработки технологического процесса. Новые данные по пунктам 3 и 4 сводятся в табл. 5.7 7. Вновь определить ПЧР с учетом исправлений и добиться его снижения до уровня ПЧРпр. 8. Результат. Например, рассмотрим повышение качества технологического процесса изготовления рабочих тормозных цилиндров автомобиля. Первоначально предложенная технология предполагала зажим литой чугунной заготовки за наружную поверхность отливки, что могло вызывать образование тонкой стенки цилиндра и его разрушение в процессе эксплуатации. Были выявлены причины дефекта и проанализированы меры по его обнаружению. По приведенной методике определены баллы S,O,D и рассчитано значение ПЧР. Результаты представлены в табл. 5.11. 209 Таблица 5.8 Рекомендуемая шкала баллов значимости дефекта S для FMEA производственного процесса Последствие 1 Критерий значимости последствия Балл S 2 3 Может подвергнуть опасности персонал у станка или на Опасное без сборке. Очень высокий ранг значимости, когда вид потенпредупреж- циального дефекта ухудшает работу изделия в целом и вы10 дения зывает несответствие обязательных требований безопасности без предупреждения. Может подвергнуть опасности персонал у станка или на Опасное с сборке. Весьма высокий ранг значимости, когда вид потенпредупреж- циального дефекта ухудшает работу изделия в целом и вы9 дением зывает несоответствие обязательных требований безопасности с предупреждением. Большое нарушение производственной линии. Может браковаться до 100% продукции. Изделие неработоОчень важное 8 способно с потерей главной функции. Потребитель очень недоволен. Небольшое нарушение производственной линии. Может потребоваться сортировка деталей, когда часть их бракуетВажное 7 ся. Изделие работоспособно но с пониженной эффективностью. Потребитель неудовлетворен. Небольшое нарушение производственной линии. Часть продукции необходимо забраковать. Изделие работоУмеренное 6 способно, но некоторые системы комфорта и удобства не работают. Потребитель испытывает дискомфорт. Небольшое нарушение производственной линии. Может потребоваться переделка до 100% деталей. Изделие работоСлабое способно, но некоторые системы комфорта и удобства ра5 ботают с пониженной эффективностью. Потребитель испытывает некоторые неудобства. Небольшое нарушение производственной линии. Может потребоваться сортировка и частичная переделка деталей. Очень слабое Отделка и шумность изделия не соответствует ожиданиям 4 потребителя. Этот дефект замечает большинство потребителей. Небольшое нарушение производственной линии. Может Незначипотребоваться переделка части деталей на специальном 3 тельное участке. Отделка и шумность не соответствует ожиданиям потребителя. Дефект замечают не все потребители. Небольшое нарушение производственной линии. Может потребоваться переделка части деталей на основной техноОчень незналогической линии. Отделка и шумность не соответствует 2 чительное ожиданиям потребителя. Дефект замечают разборчивые потребители. Отсутствует Нет последствий 1 210 Таблица 5.9 Рекомендуемая шкала для выставления балла возникновения дефекта О для FMEA производственного процесса Возможные часВероятность дефекта Индекс Сpk Балл О тоты дефектов Очень высокая: дефект почти неизбежен Более 1 из 2 Менее 0.33 10 Более 1 из 3 Менее 0.33 9 Высокая: ассоциируется с аналогичными Более 1 из 8 Менее 0.51 8 процессами, которые часто отказывают Более 1 из 20 Менее 0.67 7 Умеренная: в общем ассоциируется с Более 1 из 80 Менее 0.83 6 предшествующими процессами, у кото- Более 1 из 400 Менее 1.00 5 рых наблюдались случайные дефекты, но Более 1 из 2000 Менее 1.17 4 не в большой пропорции Низкая: отдельные дефекты, связанные с Более 1 из 1500 Менее 1.33 3 подобными процессами Очень низкая: отдельные дефекты, свя- Более 1 из Менее 1.50 2 занные с почти идентичными процессами 150000 Малая: дефект маловероятен. Дефекты Более 1 из Менее 1.67 1 никогда не связаны с такими же идентич- 1500000 ными процессами Таблица 5.10 Рекомендуемая шкала для выставления балла обнаружения дефекта D для FMEA производственного процесса Критерии: вероятность обнаружения дефекта при контроле процесса до следующего или последующего процесса Почти неНет известного контроля для обнаружения вида дефекта в возможно производственном процессе Очень плоСовсем низкая вероятность обнаружения вида дефекта дейстхое вующими методами контроля Очень низкая вероятность обнаружения вида дефекта дейстПлохое вующими методами контроля Достаточно низкая вероятность обнаружения вида дефекта Очень слабое действующими методами контроля Низкая вероятность обнаружения вида дефекта действующими Слабое методами контроля Умеренная вероятность обнаружения вида дефекта действуюУмеренное щими методами контроля Умеренно Умеренно высокая вероятность обнаружения вида дефекта хорошее действующими методами контроля Высокая вероятность обнаружения вида дефекта действуюХорошее щими методами контроля Очень хоро- Очень высокая вероятность обнаружения вида дефекта дейстшее вующими методами контроля Действующий контроль почти наверняка обнаружит вид Почти надефекта. верняка Для подобных процессов известны надежные методы контроля Обнаружение 211 Балл 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Таблица 5.11 Протокол анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов Вид потенциального дефекта Образование тонкой стенки цилиндра Последствия потенциального дефекта 1.Разруше ние цилиндра при резком и сильном торможении Балл S 10 Потенциальная причина дефекта 1.Зажим заготовки со смещением 2. Заготовка с заниженными механическими свойствами Балл О 3 3 Предложенные меры по обнаружению дефекта Визуальный контроль Балл D ПЧ Р 8 240 5 150 Контроль партии отливок по образцу эталону механических свойств В результате рассмотрения альтернативных технологических решений было предложено: - ввести в форму отливок специальные приливы, служащие базой для зажима при механической обработке; - ввести статистический контроль прочности обработанных цилиндров при гидравлических испытаниях для каждой партии отливок. Были определены новые значения баллов, которые приведены в табл. 5.12. Таблица 5.12 Протокол анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов Вид потенциального дефекта Образование тонкой стенки цилиндра Последствия потенциального дефекта Балл S 1.Разрушение цилиндра при резком и сильном торможении 10 Потенциальная причина дефекта 1.Зажим заготовки со смещением 2. Заготовка с заниженными механическими свойствами Бал л О 2 3 Предложенные меры по обнаружению дефекта Статистический контроль Балл D ПЧР 2 40 Статистический контроль 2 60 Результат: технологический процесс в целом стал более надежным при незначительном возрастании себестоимости изготовления заготовки и контроля цилиндра. 212 ГЛАВА 6. ОФОРМЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 6.1. Общие положения Технологическая документация оформляется по соответствующим стандартам Единой системы технологической документации. Единая система технологической документации (ЕСТД) - комплекс межгосударственных стандартов и рекомендаций, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, комплектации, оформления и обращения технологической документации, применяемой при изготовлении, контроле, приемке и ремонте (модернизации) изделий (включая сбор и сдачу технологических отходов). Назначение комплекса стандартов ЕСТД: - установление единых унифицированных машинно-ориентированных форм документов, обеспечивающих совместимость информации, независимо от применяемых методов проектирования документов; - создание единой информационной базы технологических документов (далее - документов) для решения инженерно-технических, плановоэкономических и организационных задач; - установление единых требований и правил по оформлению документов на единичные, типовые и групповые технологические процессы (операции) в зависимости от степени детализации описания технологических процессов; - обеспечение оптимальных условий при передаче технологической документации на другое предприятие (другие предприятия) с минимальным переоформлением; - создание предпосылок по снижению трудоемкости инженернотехнических работ, выполняемых в сфере технологической подготовки производства и в управлении производством; - обеспечение взаимосвязи с системами общетехнических и организационно-методических стандартов. Технологическая документация (ТД) – это комплект графических и текстовых документов, определяющих технологию изготовления (ремонта) изделия, которые содержат данные для организации производства. Технологический документ (ТД) – это графический или текстовый документ, который отдельно или в совокупности с другими документами определяет технологический процесс или операцию изготовления изделия. Текстовый документ - документ, содержащий в основном сплошной текст или текст, разбитый на графы. 213 Графический документ - документ, содержащий в основном графическое изображение изделия и (или) его составных частей, взаимное расположение и функционирование этих частей, их внутренние и внешние связи. К графическим документам относят карту эскизов, чертежи, схемы, электронные модели изделия и его составных частей. Технологические документы могут быть выполнены в бумажной форме и (или) в форме электронного документа. Технологический документ в бумажной форме (бумажный документ) - документ, выполненный на бумажном или аналогичном по назначению носителе (кальке, микрофильмах, микрофишах и т.п.). Электронный технологический документ - документ, выполненный как структурированный набор данных, создаваемых программнотехническим средством и имеющий содержательную и реквизитную части, в том числе установленные подписи. Установленные подписи в электронном документе выполняют в виде электронной цифровой подписи. Подпись - реквизит документа, представляющий собой собственноручную подпись полномочного должностного лица. Требования к электронным технологическим документам - по ГОСТ 2.051 и ГОСТ 2.052. Оформление технологического документа (оформление документа) комплекс процедур, необходимых для подготовки и утверждения технологического документа в соответствии с порядком, установленным на предприятии. К подготовке документа относятся его разработка, подписание, согласование и т.д. Оформление документа предполагает также проставление необходимых реквизитов и атрибутов, установленных правилами документирования. Реквизит документа - элемент оформления документа, содержащий о нем сведения. Как правило, реквизит состоит из атрибутов. Атрибут документа - идентифицированная (именованная) характеристика части реквизита. Версия документа - электронный документ, соответствующий определенной стадии (этапу) разработки документа. Аутентичный документ - документ, одинаковый с исходным документом по содержанию и различный по формату и (или) кодам данных. Аутентичные документы могут быть выполнены на одинаковых или различных видах носителя данных. 214 6.2. Обозначение стандартов ЕСТД В соответствии с ГОСТ 3.1001-2011, стандарты ЕСТД имеют следующую структуру обозначения: ГОСТ Х Х Х ХХ - ХХ(ХХ) Год регистрации № стандарта в группе № группы (0 – 9) Подкласс («1» – для изделий машиностроения и приборостроения) Класс («3» - ЕСТД) С 2000 г. обозначение года указывают четырьмя цифрами, наименование групп приведены в табл. 6.1. Таблица 6. 1 Наименование групп стандартов ЕСТД Номер группы Наименование группы Общие положения 1 Общие требования к документам 2 Классификация и обозначение технологических документов 3 Учет применяемости деталей и сборочных единиц в изделиях и средствах технологического оснащения 4 Основное производство. Формы технологических документов и правила их оформления на специализированные процессы по методам изготовления или ремонта изделий 5 Основное производство. Формы технологических документов и правила их оформления на испытания и контроль 6 Вспомогательное производство. Формы технологических документов и правила их оформления 7 Правила заполнения технологических документов 8 Прочие 9 Информационная база Стандарты ЕСТД, разработанные и утвержденные на 1 января 2014 года, приведены в прил. 6. 215 6.3. Стадии разработки и виды документов Стадии разработки и виды документов определены ГОСТ 3.1102 «Стадии разработки и виды документов». Стадии разработки технологической документации, применяемой для технологических процессов изготовления изделий (составных частей изделий), определяются в зависимости от стадий разработки используемой конструкторской документации по ГОСТ 2.103. Стадии разработки рабочей технологической документации устанавливает разработчик документации в соответствии с табл. 6.2. Таблица 6.2 Стадии разработки рабочей технологической документации Стадия разработки технологической документации Предварительный проект Разработка документации: а) опытного образца (опытной партии) б) серийного (массового) производства Содержание работы Разработка технологической документации, предназначенной для изготовления и испытания материального макета изделия и (или) его составных частей с присвоением литеры "П", на основании конструкторской документации, выполненной на стадиях "Эскизный проект" и "Технический проект" Разработка технологической документации, предназначенной для изготовления и испытания опытного образца (опытной партии), без присвоения литеры, на основании конструкторской документации, не имеющей литеры. Корректировка и разработка технологической документации по результатам изготовления и предварительных испытаний опытного образца (опытной партии) с присвоением литеры "О" на основании конструкторской документации, имеющей литеру "О". Корректировка и разработка технологической документации по результатам повторного изготовления и приемочных испытаний опытного образца (опытной партии) и по результатам корректировки конструкторской документации с присвоением технологической документации литеры "О " на основании конструкторской документации, имеющей литеру "О " Разработка технологической документации, предназначенной для изготовления и испытания изделий серийного (массового) производства, с присвоением литеры "А" ("Б") на основании конструкторской документации, имеющей литеру "А" или "Б" 216 На стадии разработки конструкторской документации "Техническое предложение" технологическую документацию не разрабатывают. Директивной технологической документации, предназначенной только для решения необходимых инженерно-технических, плановоэкономических и организационных задач, при постановке изделия на производство присваивают литеру "Д" на основании конструкторской документации, имеющей литеру "А" или "Б". Технологической документации, предназначенной для разового изготовления одного или нескольких изделий (составных частей изделий) в единичном производстве, присваивают литеру "И" на основании конструкторской документации, имеющей литеру "И". Ранее разработанные технологические документы (комплекты технологических документов) применяют при изготовлении новых или модернизации изготовляемых изделий в следующих случаях: - на стадии разработки технологической документации "Предварительный проект" - независимо от литерности применяемой технологической документации; - в технологической документации опытного образца (опытной партии) с литерой "О " ("О "), серийного (массового) производства с литерами "А" и "Б", если литера применяемой технологической документации та же или высшая. Все технологические документы и части пояснительной записки оформляемые при выполнении курсовых и дипломных проектов должны иметь литеру, соответствующую стадии учебной разработки: - У. Литеру полного комплекта технологической документации определяют низшей из литер, указанных в документах, входящих в комплект. В зависимости от назначения технологические документы (далее документы) подразделяют на основные и вспомогательные. Виды документов Основные документы Общего назначения (ТЛ, КЭ, ТИ) Вспомогательные документы Специального назначения Рис. 6.1. Виды документов 217 К основным относят документы: - содержащие сводную информацию, необходимую для решения одной или комплекса инженерно-технических, планово-экономических и организационных задач; - полностью и однозначно определяющие технологический процесс (операцию) изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия). К вспомогательным относят документы, применяемые при разработке, внедрении и функционировании технологических процессов и операций, например карту заказа на проектирование технологической оснастки, акт внедрения технологического процесса и др. Основные технологические документы подразделяют на документы общего и специального назначения. К документам общего назначения относят технологические документы, применяемые в отдельности или в комплектах документов на технологические процессы (операции), независимо от применяемых технологических методов изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий). К документам специального назначения относят документы, применяемые при описании технологических процессов и операций в зависимости от типа и вида производства и применяемых технологических методов изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий). Виды основных технологических документов, их назначение и код вида документа приведены в табл. 6.3. Таблица 6.3 Виды основных технологических документов Вид документа 1 Код вида документа 2 Титульный лист ТЛ Карта эскизов КЭ Назначение документа 3 Документы общего назначения Документ предназначен для оформления: - комплекта(ов) технологической документации на изготовление или ремонт изделия; - комплекта(ов) технологических документов на технологические процессы изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия); - отдельных видов технологических документов. Является первым листом комплекта(ов) технологических документов Графический документ, содержащий эскизы, схемы и таблицы и предназначенный для пояснения выполнения технологического процесса, операции или перехода изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия), включая контроль и перемещения 218 Продолжение табл.6.3 1 2 Технологическая ТИ инструкция Маршрутная карта Карта технологического процесса Карта типового (группового) технологического процесса 3 Документ предназначен для описания технологических процессов, методов и приемов, повторяющихся при изготовлении или ремонте изделий (составных частей изделий), правил эксплуатации средств технологического оснащения. Применяют в целях сокращения объема разрабатываемой технологической документации Документы специального назначения Документ предназначен для маршрутного или маршрутМК но-операционного описания технологического процесса или указания полного состава технологических операций при операционном описании изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия), включая контроль и перемещения по всем операциям различных технологических методов в технологической последовательности с указанием данных об оборудовании, технологической оснастке, материальных нормативах и трудовых затратах. Примечания: 1 МК является обязательным документом. 2 Допускается МК разрабатывать на отдельные виды работ. 3 Допускается МК применять совместно с соответствующей картой технологической информации взамен карты технологического процесса с операционным описанием в МК всех операций и полным указанием необходимых технологических режимов в графе "Наименование и содержание операции". 4 Допускается взамен МК использовать соответствующую карту технологического процесса КТП Документ предназначен для операционного описания технологического процесса изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия) в технологической последовательности по всем операциям одного вида формообразования, обработки, сборки или ремонта с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых затратах КТТП Документ предназначен для описания типового (группового) технологического процесса изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий) в технологической последовательности по всем операциям одного вида формообразования, обработки, сборки или ремонта с указанием переходов и общих данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых затратах. Применяют совместно с ВТП. 219 Продолжение табл.6.3 1 Операционная карта 2 ОК 3 Документ предназначен для описания технологической операции с указанием последовательного выполнения переходов, данных о средствах технологического оснащения, режимах и трудовых затратах. Применяют при разработке единичных технологических процессов. Карта типовой КТО (групповой) операции Документ предназначен для описания типовой (групповой) технологической операции с указанием последовательности выполнения переходов и общих данных о средствах технологического оснащения и режимах. Применяют совместно с ВТО. Карта технологи- КТИ ческой информации Документ предназначен для указания дополнительной информации, необходимой при выполнении отдельных операций (технологических процессов). Допускается применять при разработке типовых (групповых) технологических процессов (ТТП, ГТП) для указания переменной информации с привязкой к обозначению изделия (составной его части) Документ предназначен для указания данных о деталях, сборочных единицах и материалах, входящих в комплект собираемого изделия. Применяют при разработке технологических процессов сборки. Допускается применять КК для указания данных о вспомогательных материалах в других технологических процессах Комплектовочная КК карта Техниконормировочная карта ТНК Документ предназначен для разработки расчетных данных к технологической операции по нормам времени (выработки), описания выполняемых приемов. Применяют при решении задач нормирования трудозатрат Карта кодирова- ККИ ния информации Документ предназначен для кодирования информации, используемой при разработке управляющей программы к станкам с программным управлением (ПУ) Документ предназначен для указания дополнительной информации к технологическим процессам (операциям) по наладке средств технологического оснащения. Применяют при многопозиционной обработке для станков с ПУ, при групповых методах обработки и т.д. Карта наладки КН Ведомость тех- ВТМ нологических маршрутов Документ предназначен для указания технологического маршрута изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия) по подразделениям предприятия. Применяют для решения технологических и производственных задач. 220 Продолжение табл.6.3 1 2 Ведомость оснастки ВО Ведомость оборудования Ведомость материалов 3 Документ предназначен для указания применяемой технологической оснастки при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия) ВОБ Документ предназначен для указания применяемого оборудования, необходимого для изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия). ВМ Документ предназначен для указания данных о подетальных нормах расхода материалов, о заготовках, технологическом маршруте прохождения изготовляемого или ремонтируемого изделия (составных частей изделия). Применяют для решения задач по нормированию материалов. Ведомость специВСН Документ предназначен для указания данных о нормах фицированных норм расхода материалов для изготовления или ремонта издерасхода материалов лия. Применяют для решения задач по нормированию расхода материалов на изделие . Ведомость удельВУН Документ предназначен для указания данных об удельных норм расхода ных нормах расхода материалов, используемых при выматериалов полнении технологических процессов и операций изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия). Применяют для решения задач по нормированию расхода материалов. Технологическая ТВ Документ предназначен для комплексного указания техведомость нологической и организационной информации, используемой перед разработкой комплекта(ов) документов на технологические процессы (операции). Применяют на одном из первых этапов технологической подготовки производства (ТПП). Ведомость примеВП Документ предназначен для указания применяемости няемости полного состава деталей, сборочных единиц, средств технологического оснащения и др. Применяют для решения задач ТПП. Ведомость сборки ВСИ Документ предназначен для указания состава деталей и изделия сборочных единиц, необходимых для сборки изделия в порядке ступени входимости, их применяемости и количественного состава. Ведомость операций ВОП Документ предназначен для операционного описания технологических операций одного вида формообразования, обработки, сборки и ремонта изделия в технологической последовательности с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснащения и норм времени. Применяют совместно с МК или КТП. 221 Окончание табл.6.3 1 2 3 Ведомость деталей (сборочных единиц) к типовому (групповому) технологическому процессу ВТП Документ предназначен для указания состава деталей (ВТО) (сборочных единиц, изделий), изготовляемых или ремонтируемых по типовому (групповому) технологическому процессу (операции), и переменных данных о материале, средствах технологического оснащения, режимах обработки и трудозатратах (операции). Ведомость деталей, изготовленных из отходов ВДО Документ предназначен для указания данных о деталях, изготовленных из отходов при раскрое металла . Ведомость дефек- ВД тации Документ предназначен для указания изделий (составных частей изделий), подлежащих ремонту, с определением вида ремонта, дефектов и для указания дополнительной технологической информации. Применяют при ремонте изделий (составных частей изделий). Ведомость стержней ВСТ Документ предназначен для указания информации, необходимой при изготовлении стержней для отливок. Ведомость техно- ВТД логических документов Документ предназначен для указания полного состава документов, необходимых для изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий). Применяют при передаче комплекта документов с одного предприятия на другое. Ведомость держа- ВДП телей подлинников Документ предназначен для указания полного состава документов, необходимых при передаче комплекта документов на микрофильмирование. Примечание. Допускается к коду вида документа через дробь добавлять признаки, раскрывающие специальное назначение документа, в виде букв русского алфавита, например для ведомости применяемости (ВП), предназначенной: - для указания данных о технологической оснастке - ВП/О; - для указания данных о применяемости стандартных деталей (сборочных единиц) - ВП/СД; - для указания данных о применяемости оригинальных деталей (сборочных единиц) - ВП/ОД и т.д. Состав применяемых видов документов определяет разработчик документов в зависимости от стадий разработки технологической документации и типа производства. Также документы могут быть следующих типов: рабочий документ (документ, не имеющий подписи разработчика); оригинал (документ, имеющий подпись разработчика); подлинник; дубликат; копия. 222 6.4. Требования к комплектности и оформлению документов Виды, комплектность и форму выполнения технологических документов устанавливает разработчик, если это не оговорено техническим заданием. На изделия, разрабатываемые по заказу Министерства обороны, эти решения должны быть согласованы с заказчиком (представительством заказчика). Комплект документов технологического процесса (операции) - совокупность технологических документов, необходимых и достаточных для выполнения технологического процесса (операции). Комплект технологической документации – совокупность комплектов документов и отдельных документов, необходимых и достаточных для выполнения технологических процессов при изготовлении и ремонте изделия или его составных частей. Комплект проектной технологической документации – комплект технологической документации, предназначенный для применения при проектировании или реконструкции предприятия Стандартный комплект документов технологического процесса (операции) – комплект технологических документов, установленных в соответствии с требованиями стандартов государственной системы стандартизации Комплектность документов устанавливается разработчиком документов применительно к конкретным условиям производства. Комплектность технологических документов зависит: - от вида технологического процесса (единичный, типовой, групповой); - типа производства и стадии разработки технологической документации (предварительны проект, опытный образец, серийное и массовое производства); - вида описания технологического процесса (маршрутное, операционное, маршрутно-операционное); - применяемых технологических методов изготовления и ремонта изделий. При этом комплектность технологических документов определяется следующими ГОСТами: - ГОСТ 3.1119 «Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на единичные ТП», - ГОСТ 3.1121 «Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на типовые и групповые ТП (операции)». Комплекты документов единичного технологического процесса изготовления и ремонта изделий (их составных частей) условно подразделяют на основной, дополнительный и полный (рис. 6.2). 223 Под основным комплектом документов следует понимать совокупность документов (комплектов документов), необходимых и достаточных для выполнения процесса. Под дополнительным комплектом документов ЕТП следует понимать совокупность документов (комплектов документов), ссылки на обозначения которых имеются в основном комплекте документов, необходимых и достаточных для выполнения процесса вместе с основным комплектом документов. Рис. 6.2. Виды комплектов документов на ЕТП В состав дополнительного комплекта документов ЕТП, кроме КТО, ТИ и ИОТ, могут входить комплекты документов на типовые (групповые) технологические процессы, ссылки на обозначения которых имеются в основном комплекте документов. 6.5. Форма документов Форма документов может быть различной в зависимости от применяемого ТП (обработка резанием, сборка) или применяемого технологического оборудования. Форма документов определяется, следующими ГОСТами: • ГОСТ 3.1404 «Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием»; • ГОСТ 3.1130 «Общие требования к формам и бланкам документов. Взамен ГОСТ 3.1104 в части разделов 1 и 2»; • ГОСТ 3.1105 «Формы и правила оформления документов общего назначения»; • ГОСТ 3.1118 «Формы и правила оформления маршрутных карт»; • ГОСТ 3.1122 «Формы и правила оформления документов специального назначения. Ведомость технологическая»; • ГОСТ 3.1502 «Формы и правила оформления документов на технический контроль». 224 6.6. Обозначение технологической документации Систему обозначения технологической документации определяет ГОСТ 3.1201 «Система обозначения технологической документации». В соответствии с этим ГОСТ для отдельных видов документов устанавливается следующая структура кодового обозначения: Х…Х. ХХХХХ. ХХХХХ Порядковый регистрационный номер Код характеристики документа Код организации разработчика Структура и длина кода характеристики документа: ХХ Х ХХ (ХХ) Допускается вводить дополнительно Наименование операции по классификатору технологических операций Вид технологического процесса по методу выполнения Вид ТП или операции по организации Вид документа Значения кодов приведены в табл. 6.4 – табл. 6.6. Таблица 6. 4 Коды некоторых видов документов Код Вид технологического документа 01 Комплект технологических документов 10 Маршрутная карта 20 Карта эскизов 25 Технологическая инструкция 50 Карта технологического процесса 60 Операционная карта 225 Таблица 6.5 Коды технологических процессов по организации Код Вид технологического процесса (операции) по его организации Без указания 1 Единичный процесс (операция) 2 Типовой процесс (операция) 3 Групповой процесс (операция) Таблица 6.6 Коды технологических процессов по методу выполнения Код Вид технологического процесса по методу выполнения 00 Без указания вида технологического процесса 01 Технологический процесс изготовления изделия 02 Ремонт 03 Технический контроль 06 Раскрой и отрезка заготовки 10 Литьё 20 Ковка и горячая штамповка 30 Холодная штамповка 40 Механическая обработка 41 Обработка на многошпиндельных автоматах и полуавтоматах 43 Обработка на одношпиндельных автоматах и полуавтоматах 45 Групповая наладка на автоматах 46 Обработка на станках с ЧПУ 50 Термическая обработка 61 Прессование деталей из пластмасс 65 Изготовление деталей методом порошковой металлургии 70 Нанесение защитного и защитно-декоративного покрытия 72 Электрохимическая обработка 75 Электрофизическая обработка 80 Пайка 88 Слесарные, слесарно-сборочные и электромонтажные работы 89 Обмоточно-изолировочные и пропиточно-сушильные работы 90 Сварка 226 Например: код документа 10140 – маршрутная карта, единичный ТП, механическая обработка. Порядковые регистрационные номера присваиваются организациейразработчиком. В пределах каждого кода характеристики документа, документу присваивается порядковый регистрационный номер от 00001 до 99999, устанавливаемый с помощью соответствующей картотеки. 6.7. Основные надписи Основные надписи определены ГОСТ 3.1103 – 2011 «Основные надписи», в котором даны основные формы и размеры колонок, в которых производятся записи, их расположение на листах документов и что должно быть там написано. Правила записи операций и переходов приведены в ГОСТ 3.1702 – 79 «Правила записи операций и переходов обработки резанием». Виды и символы адресной информации, содержание адресной информации и правила записи о ТП, операциях, рабочих местах, о технологической оснастке, режимах обработки и др. приведены в ГОСТ 3. 1129 – 93 «Общие правила записи технологической информации в технологических документах на ТП и операции. Взамен ГОСТ 3.1104 – 81 в части раздела 3». 6.8. Правила оформления технологических документов Оформление титульного листа Титульный лист оформляется по ГОСТ 3.1105 -2011. Сочетание информационных блоков, расположенных в определенном порядке, образует основную надпись документа (рис. 6.3). Основная надпись предназначена для указания назначения и области применения документа (комплекта документации, комплекта документов на технологический процесс или операцию) и для соответствующего оформления. Основная надпись представлена в виде информационных блоков (далее - блоков): - БЛОК 1 (Б1) - блок адресной (поисковой) информации; • БЛОК 2 (Б2) - блок состава исполнителей; • БЛОК 3 (Б3) - блок внесения изменений; • БЛОК 4 (Б4) - блок дополнительной информации; • БЛОК 5 (Б5) - блок вспомогательной информации; • БЛОК 6 (Б6) - блок вида и назначения документа. Выбор блоков и их расположение определяются для каждого документа на этапе подготовки к размножению бланков или при разработке программного обеспечения для автоматизированного проектирования документов на технологические процессы и операции. 227 Форматы документов, получаемых на графических устройствах вывода компьютеров, должны соответствовать ГОСТ 2.301. На этих документах должна быть выполнена внутренняя рамка (поле подшивки, равное 20 мм, а по остальным сторонам формата - 5 мм). Для титульных листов могут применяться различные формы расположения форму 2 применяют для комплекта документов (документации), выполненных на формате А4 с горизонтальным расположением поля подшивки (или с преобладанием документов, выполненных на таком формате) Запись данных в ТЛ следует выполнять в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1129 и ГОСТ 3.1130. Для бумажных документов допускается выполнять запись данных в ТЛ смешанными способами: типографским, машинописным, рукописным и с помощью резиновых штампов. На ТЛ следует указывать: - на поле 1 - наименование вышестоящей организации, в систему которой входит организация, разработавшая данный комплект (комплекты) документов (документации), например: МИНИСТЕРСТВО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ, СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ - на поле 2 - в левой части поля - должность и подпись лица, согласовавшего комплект (комплекты) документов (документации) от заказчика с указанием, при необходимости, наименования (обозначения) соответствующей организации, в правой части поля - должность и подпись лица, утвердившего комплект (комплекты) документов (документации). - на поле 3 следует выполнять в следующем порядке: - на первой строке прописными буквами - наименование комплекта документов (документации) или отдельного вида документа; - на второй и последующих строках строчными буквами - для комплекта технологической документации - указание общего понятия изготовления или ремонта изделия (деталей, сборочных единиц) без указания применяемого метода, например: КОМПЛЕКТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ изготовления изделия - для комплекта документов на технологический процесс (операции) - наименование (или аббревиатуру) вида технологического процесса (опе228 рации) по организации производства, например единичный технологический процесс (ЕТП), типовой (групповой) технологический процесс ТТП (ГТП), и наименование основного технологического метода, применяемого при изготовлении (ремонте) изделий и (или) их составных частей, например: КОМПЛЕКТ ДОКУМЕНТОВ на групповой технологический процесс - на поле 4 - в левой части поля - должности и подписи лиц, подтвердивших согласование комплекта документов (документации), отдельного вида документа с подразделениями предприятия, отвечающими за отдельные технологические методы, применяемые при изготовлении (ремонте) изделий и (или) их составных частей, например главного металлурга, главного сварщика и т.д.; в правой части поля - должности и подписи лиц, ответственных за разработку комплекта (комплектов) документов (документации) или отдельного вида документа. Справа от каждой подписи проставляют инициалы и фамилию лица, подписавшего документ, а ниже подписи - дату подписания. Запись данных на поле 4 допускается выполнять в одну или две строки; - на поле 5 номер акта и дату внедрения технологического процесса (операции), свидетельствующего о внедрении комплекта документов (документации) в производство, например: АКТ N 14-82 от 23.04.09; - на поле 6 делать отметку о соответствии комплекта (комплектов) документов (документации) на технологические процессы отдельным "Положениям" или "Руководствам", действующих в организации (на предприятии). Примечание: обязательность и полноту заполнения полей 1, 2, 5 и 6 устанавливает организация (предприятие). При комплектовании документов, входящих в комплект, сквозную нумерацию листов следует выполнять только в пределах одного обозначения документа (комплекта документов). Допускается, при необходимости, применять сквозную нумерацию листов всего комплекта, независимо от состава документов, входящих в комплект ЕТП, их обозначений. Номера листов проставляются в правой части блока Б6 основной надписи по ГОСТ 3.1103 рукописным способом (рис. 6.5). В этих целях допускается выделять специальную графу в соответствии с размерами. 229 230 Рис. 6.3. Титульный лист 231 Рис. 6.4. Пример оформления титульного листа Рис. 6.5. Поле для нумерации листов Маршрутная карта (МК) является основным и обязательным документом любого технологического процесса. Формы и правила оформления маршрутных карт технологических процессов изготовления или ремонта изделий в основном и вспомогательном производствах, регламентированы согласно ГОСТ 3.1118-82 «Формы и правила оформления маршрутных карт». Для изложения технологических процессов в маршрутной карте используют способ заполнения, при котором информацию вносят построчно несколькими типами строк. Каждому типу строки соответствует свой служебный символ. Служебные символы условно выражают состав информации, размещаемой в графах данного типа строки формы документа, и предназначены для обработки содержащейся информации средствами механизации и автоматизации. Простановка служебных символов является обязательной в любом случае. В качестве обозначения служебных символов приняты прописные буквы русского алфавита, проставляемые перед номером соответствующей строки. Указание соответствующих служебных символов для типов строк в зависимости от размещаемого состава информации, в графах маршрутной карты следует выполнять в соответствии с табл. 6.7. Таблица 6.7 Сведения, вносимые в графы, расположенные на строке маршрутной карты Обозначение служебного символа 1 А Б Содержание информации, вносимой в графы, расположенные на строке маршрутной карты 2 Номер цеха, участка, рабочего места, где выполняется операция: код и наименование операции Код, наименование оборудования и информации по трудозатратам 232 Окончание табл. 6.7 К Информация о комплектации изделия (сборочной единицы) составными частями с указанием наименования деталей, сборочных единиц, их обозначений, кода единицы величины, единицы нормирования, количества на изделие и нормы расхода М Информация о применяемом основном материале и исходной заготовке, о применяемых исходных и комплектующих материалах, кодах единицы величины, единицы нормирования, количестве на изделие и нормы расхода О Содержание операции (перехода) Т Информация о применяемой при выполнении операции технологической оснастке Р Информация о режимах обработки При заполнении информации на строках, имеющих служебный символ «О», следует руководствоваться требованиями, которые устанавливают правила записи операций и переходов. При заполнении информации на строках «Т», следует руководствоваться требованиями соответствующих классификаторов, государственных и отраслевых стандартов на кодирование и обозначение технологической оснастки. Информацию о применяемой на операции технологической оснастке записывают в определенной последовательности: 1) приспособления; 2) вспомогательный инструмент; 3) режущий инструмент; 4) слесарно-монтажный инструмент; 5) специальный инструмент; 6) средства измерения. Количество одновременно применяемых единиц технологической оснастки следует указывать после кода (обозначения) оснастки, заключая в скобки, например, АБВГ X X X X X X. X X X (2) фреза дисковая. Разделение информации по каждому средству технологической оснастки следует выполнять через знак «;». Сведения, вносимые в отдельные графы и строки маршрутной карты, выбираются из табл. 6.8. 233 Таблица 6.8 Сведения, вносимые в отдельные графы и строки маршрутной карты Номер позиции Служебный символ Содержание информации 1 Наименование (условное обозначение) графы 2 3 1 - - 2 - - 3 - - 4 - - 5 6 - - 7 - - 8 - - 9 Обозначение документа А 10 Тшт Б 11 Тп.з. Б 12 Кшт Б 13 ОП Б 14 ЕН М02, Б, К, М 4 Наименование изделия (детали, сборочной единицы) по основному конструкторскому документу Обозначение изделия по основному конструкторскому документу или код ступени классификации по конструкторскому классификатору Код классификационных группировок технологических признаков для типовых и групповых технологических процессов по технологическому классификатору Обозначение документа по ГОСТ 3.1201-85 («Система обозначения технологической документации»). Общее количество листов документа Порядковый номер листа документа Литера, присвоенная технологическому документу Графа для особых указаний Обозначение документов, применяемых при выполнении данной операции, например, ИОТ - инструкция по охране труда Норма штучного времени на операцию, мин. Норма подготовительнозаключительного времени Коэффициент штучного времени при многостаночном обслуживании, зависящий от количества обслуживаемых станков: Кол. 1 2 3 4 5 станков Кшт 1 0,65 0,48 0,39 0,35 Объем производственной партии, шт Единица нормирования, на которую установлена норма расхода материала или норма времени, например. 1, 10, 100 234 Продолжение табл. 6.8 1 2 3 15 КОИД Б 16 КР Б Количество исполнителей, занятых при выполнении операции Б Код условий труда. Включает в себя цифру – условия труда: 1 – нормальные; 2 – тяжелые и вредные; 3 – особо тяжелые, особо вредные; и букву, указывающую вид нормы времени: Р – аналитически-расчетная; И - аналитически-исследовательская; Х – хронометражная; О – опытно-статистическая. Разряд работы, необходимый для выполнения операции. Код включает три цифры: первая – разряд работы по тарифно-квалификационному справочнику, две следующие – код формы и оплаты труда: 10 – сдельная форма оплаты труда; 11 – сдельная система оплаты труда прямая; 12 – сдельная система оплаты труда премиальная; 13 – сдельная система оплаты труда прогрессивная; 20 – повременная форма оплаты труда; 21 – повременная система оплаты труда простая; 22 – повременная система оплаты труда премиальная. 17 УТ 18 Р Б 19 ПРОФ Б 20 СМ 4 Количество одновременно обрабатываемых заготовок при выполнении одной операции Код профессии согласно классификатору Код степени механизации труда. Указывается цифрой: 1 – наблюдение за работой автоматов; 2 – работа с помощью машин и автоматов; 3 – вручную при машинах и автоматах; 4 – вручную бз машин и автоматов; 5 – вручную при наладке машин. Б 235 Окончание табл. 6.8 1 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 2 3 4 Код оборудования. Включает в себя Код, наименовавысшую (шесть первых цифр) и низБ ние оборудования шую (четыре цифры после точки) классификационные группировки. Код. НаименоваКод операции согласно классификатору А ние операции технологических операций Номер цеха, в котором выполняется Цех А операция Уч А Номер участка РМ А Номер рабочего места Номер операции в технологической поОпер А следовательности изготовления, контроля и перемещения. Код М02 Код материала Код единицы величины – массы, длины, площади и т.п. детали или заготовки. Для массы, указанной в «кг» - код ЕВ М02, К, М 166, в «г» - 163, в «т» - 168. Допускается вместо кода указывать единицы измерения величины Масса детали по конструкторскому доМД М02 кументу Единицы нормирования, на которую ЕН М02, Б, К, М установлена норма расхода материала или норма времени, например 1, 10, 100 Нрасх М02, К, М Норма расхода материала КИМ М02 Коэффициент использования материала Код заготовки по классификатору. ДоКод заготовки М02 пускается указывать вид заготовки (отливка, прокат, штамповка и т.д.) Наименование, сортамент. Размер и марка материала, обозначение стандарта, технических условий. Запись выМ01 полняется на уровне одной строки с применением разделительного знака дроби «/» Обозначение профиля и размера заготовок. Рекомендуется указывать толПрофиль М02 щину, ширину и длину, сторону квади размеры рата или диаметр и длину. Профиль допускается не указывать. Количество деталей, изготавливаемых КД М02 из одной заготовки МЗ М02 Масса заготовки 236 Пример заполнения маршрутной карты приведен на рис. 6.6 – рис. 6.8. В зависимости от степени детализации описания для документов ЕТП следует применять маршрутное, маршрутно-операционное и операционное описания. Вид описания ЕТП выбирает разработчик документов в зависимости от типа производства и стадии разработки документов. При оформлении маршрутных карт в курсовых и дипломных проектах следует применять маршрутное описание технологического процесса. При ссылке в МК на обозначения документов (комплектов документов), применяемых при выполнении ТП, очередность их записи следует выполнять по их видам в порядке, указанном в табл. 6.9. Таблица 6.9 Очередность записи дополнительных документов Наименование (условное обозначение) вида документа Дополнительные указания по записи обозначений документов ЕТП 1 1. Ведомость оснастки (ВО) 2 Ссылку на обозначение документа следует указывать к первой операции 2. Карта технологического процесса (КТП) или карта типового (группового) технологического процесса (КТТП) Ссылку на обозначение документа (комплекта документов) следует указывать к операциям, где применяются данные документы. Запись наименования операции следует выполнять в соответствии с полным названием процесса или применением краткой или обобщенной формы его записи. Например, при ссылке в МК или КТП на обозначение процесса горячей штамповки в графе "Наименование операции" следует указать обобщенное название процесса "Штамповка". В графе "Обозначение документа", соответствующей МК или КТП ЕТП, следует указать на обозначение соответствующей КТП горячей штамповки. 3. Ведомость операций (ВОП) 4. Карта технологической информации (КТИ) Примечание: При ссылке на КТТП, КТО допускается указывать обозначение соответствующих ВТП, ВТО Ссылку на обозначение документа (комплекта документов) следует указывать к операциям, где применяется данный документ, начиная с первой операции, которая описана в ВОП. Допускается в МК или КТП на ЕТП ссылку на обозначение ВОП давать только к первой операции, которая описана в ВОП с указанием последующих номеров операции, где находит применение; например, 72103,00014 (опер.020; 040; 050) Ссылку на обозначение документа следует указывать к операциям, где данный документ применяется. 237 Окончание табл. 6.9 1 5. Комплектовочная карта (КК) 6. Операционная карта (ОК) или карта типовой (групповой) операции (КТО) 7. Карта эскизов (КЭ) 8. Технологическая инструкция (ТИ) 9. Инструкция по охране труда (ИОТ) 2 Ссылку на обозначение документа следует указывать к операциям, где данный документ применяется. Для ЕТП на сборочные и электромонтажные работы целесообразно операцию "Комплектование" выполнять первой. Ссылку на обозначение документа следует указывать к операциям, где данные документы применяются То же То же То же 6.9. Оформление операционных карт Структура операционной карты идентична маршрутной. Запись информации выполняется построчно с привязкой к соответствующим служебным символам. Большинство граф операционной карты соответствует аналогичным графам маршрутной карты. Информацию по дополнительным графам следует вносить в соответствии с табл. 6.10. № п/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Таблица 6.10 Информация по дополнительным графам операционной карты Наименование (условное Содержание информации обозначение) графы Номер позиции инструментальной наладки. ПИ Графа заполняется для станков с ЧПУ То Норма основного времени на операцию Расчетный размер обрабатываемого диаметра Д или В (ширины) детали. Тв Норма вспомогательного времени на операцию Расчетный размер длины рабочего хода с учеL том величины врезания и перебега T Глубина резания Число рабочих ходов i Подача S Частота вращения шпинделя N Скорость резания V Информация по применяемой смазочноСОЖ охлаждающей жидкости Пример заполнения операционной карты приведен на рис. 6.9. 238 239 Рис. 6.6. Пример заполнения маршрутной карты с маршрутным описанием технологического процесса 240 Рис. 6.7. Маршрутная карта с операционным описанием процесса, 1-й лист 241 • Рис. 6.8. Маршрутная карта с операционным описанием процесса, 2-й лист 242 Рис. 6.9. Пример заполнения операционной карты 6.10. Правила записи операций и переходов Запись содержания операции и переходов осуществляется в соответствии с ГОСТ 3.1702 «Правила записи операций и переходов. Обработка резанием» и ГОСТ 3.1703 «Правила записи операций и переходов. Слесарные, слесарно–сборочные работы». В соответствии с требованиями этих стандартов допускается полная или сокращенная форма записи. Полную запись следует выполнять при отсутствии графических изображений и для комплексного отражения всех действий, выполняемых исполнителем или исполнителями. Сокращенную запись следует производить при наличии графических изображений (например, операционных эскизов), которые достаточно полно отражают всю необходимую информацию. В этом случае запись выполняется по форме, изложенной в приложении №7 ГОСТ 3.1702 и приложении №6 ГОСТ 3.1703. В содержании каждого перехода указывают метод обработки, выраженный в повелительной форме, и наименование обрабатываемого элемента поверхности изделия, например: «Сверлить отверстие», «Подрезать торец». В тексте указывают номера размеров, которые должны выдерживаться при выполнении перехода, например, «Фрезеровать шпоночный паз в размеры 1, 2, 3, 4 ». Номера размеров в тексте должны соответствовать тем номерам, которыми эти размеры обозначены на операционном эскизе. Номера размеров допускается указывать в кружочках. Далее приводятся примеры написания переходов механической обработки и слесарных работ, а также примеры вспомогательных переходов установки деталей на станок. Примеры записи переходов в полной и сокращенной формах приведены в приложении 1. Если переходы или операции не имеют графических иллюстраций, тогда в записи содержания перехода следует указывать исполнительные размеры с их предельными отклонениями, например, «Точить поверхность, выдерживая d = 40- 0.025 и l=100- 0.14». Установление полной или сокращенной записи содержания операции или перехода определяется разработчиком документа. Дополнительная информация при записи операций и переходов выбирается в соответствии с ГОСТ 3.1702 и применяется при необходимости указания количества одновременно или последовательно обрабатываемых поверхностей или конструктивных элементов, например, «Точить две канавки последовательно согласно эскизу», также « По программе», «По копиру», «По разметке» и т.д. 243 При необходимости указания названия обрабатываемой поверхности, например: «Фрезеровать криволинейную поверхность 1». При указании данных по технологической оснастке следует руководствоваться требованиями соответствующих классификаторов, государственных и отраслевых стандартов на кодирование (обозначение) и наименование технологической оснастки. Запись информации следует выполнять по всей длине строки с возможностью переноса информации на последующие строки. Допускается обозначение каждой составной части технологической оснастки приводить на одной строке. В целях разделения информации по группам технологической оснастки и поиска необходимой информации допускается перед указанием состава применять условное обозначение их видов: - приспособлений - ПР; - вспомогательного инструмента - ВИ; - режущего инструмента - РИ; - средств измерений - СИ. Например, СИ. АБВГ.ХХХХХХ.ХХХ Пробка; АБВГ.ХХХХХХ.ХХХ Шаблон. Примеры записи вспомогательных переходов установки деталей на станок 1. Подать пруток до упора и закрепить. 2. Установить деталь в патроне по упору и закрепить. 3. Установить деталь в патроне (тисках, приспособлении, кондукторе) и закрепить. 4. Установить деталь в патроне, выверить по торцу на биение с точностью 0.05 мм и закрепить. 5. Установить деталь в патроне, поджать центром задней бабки и закрепить. 6. Установить деталь в патроне и люнете, выверить на биение точностью до 0.1 мм и закрепить. 7. Установить деталь на оправке и закрепить. 8. Установить и закрепить деталь на оправке. Закрепить в центрах станка (делительной головке, патроне). 9. Закрепить хомутик на детали. Установить деталь в центрах и закрепить 10. Установить деталь в тиски, подвести домкрат и закрепить. 11. Установить деталь в приспособлении и закрепить. Наложить на деталь кондуктор и закрепить. 12. Установить 6 деталей на магнитной плите (столе) и закрепить. 13. Установить деталь на протяжке, вставить протяжку в патрон и закрепить. 244 14. Установить деталь на плавающей втулке, вставить протяжку во втулку и закрепить в патроне. 15 .Установить 5 деталей верхней плоскостью на столе станка, выверить по разметке и закрепить. 6.11. Оформление контрольных карт технического контроля При выполнении курсового и дипломного проектирования в качестве основного документа технического контроля следует использовать операционную карту технического контроля по ГОСТ 3.1502 (форма 2). Информация, вносимая в карту, выбирается из табл. 6.11. Пример заполнения карты представлен на рис. 6.10. Остальные графы заполняются по аналогии с маршрутной и операционной картами. При описывании операций технического контроля следует применять полную или краткую форму записи содержания переходов. Полную форму записи следует выполнять на всю длину строки с включением граф “Объем и ПК” и “Т0/Тв” с возможностью переноса информации на последующие строки. Данные по применяемым средствам измерений следует записывать всегда с новой строки. Краткую форму записи надо применять только при проверке контролируемых размеров и других данных, выраженных числовыми значениями. В этом случае текстовую запись применять не следует. Таблица 6.11 Информация, вносимая в карту технического контроля Номер пункта поиска 1 1 2 3 4 5 Наименование (условное обозначение графы) 2 Контролируемые параметры Т0 Тв Код средств ТО 6 Наименование средств ТО Объем и ПК 7 Т0/Тв Содержание информации 3 Параметры, по которым идет технический контроль Суммарное основное время на операцию Суммарное вспомогательное время на операцию Код, обозначение средств технологического оснащения (ТО) по классификатору или по НТД (нормативнотехническим документам) Краткое наименование средств технологического оснащения Объем контроля (в шт.;%) и периодичность контроля (ПК) (в час, смену и т.д.) Основное или вспомогательное время на переход 245 246 Рис. 6.10. Пример оформления контрольной карты 6.12. Правила оформления графических документов Графические документы следует применять совместно с текстовыми документами, в том числе документами, в которых текст разбит на графы, для описания технологических процессов и операций или других технологических действий, связанных с изготовлением (ремонтом) изделий (их составных частей), обслуживанием и подготовкой рабочих мест, средств технологического оснащения, регенерацией изделий (их составных частей), включая регенерацию материалов и газов, сбором и утилизацией отходов производства и т.п. Обязательность выполнения графических документов определяет разработчик документов в зависимости от стадии их разработки, комплексности изложения совместно с текстовой информацией, наглядности, краткости и т.п. Графические документы включают в себя: - эскизы на изделия (их составные части), разрабатываемые к процессам и операциям с указанием всех необходимых параметров; - эскизы на технологические установы и позиции; - эскизы к картам наладки средств технологического оснащения; - таблицы для указания исходных данных; - схемы; - графики и диаграммы, относящиеся к настройке оборудования, указанию режимов термической обработки, выполнению действий при испытании изделий и т.п. Графические изображения следует выполнять на формах карт эскизов (КЭ) по ГОСТ 3.1105 или в соответствующих зонах форм операционных карт (ОК), или в других документах, установленных стандартами или рекомендациями 4-й и 5-й классификационных групп ЕСТД. Графические изображения в документах следует выполнять с применением: -средств автоматизации; -средств механизации; -чертежного инструмента, а также руки. Графические изображения в документах следует выполнять линиями, установленными ГОСТ 2.303. При выполнении графических изображений с применением средств автоматизации следует руководствоваться требованиями ГОСТ 2.004. Допускается выполнять графические изображения на алфавитноцифровых печатающих устройствах с применением соответствующих символов (набора символов). В комплектах документов на технологические процессы эскизы должны быть общими к отдельным операциям, группе операций или технологическому процессу (операции). 247 Выбор соответствующего варианта осуществляет разработчик документов. В комплекте документов на типовые и групповые операции (ТО, ГО) КЭ следует располагать за картами типовых операций (КТО) перед ведомостью деталей к типовой операции (ВТО) или перед картами технологической информации (КТИ). Эскизы следует выполнять: - на заготовки, получаемые различными методами формообразования; - детали, изготовляемые методами формообразования; - сборочные единицы и изделия, изготовляемые (ремонтируемые) с применением различных методов сборки. По усмотрению разработчика документов эскизы следует выполнять на действия, связанные с раскроем и отрезанием заготовок; на процессы термической обработки, испытаний, технического контроля, упаковки, консервации и перемещений, утилизации отходов производства, регенерации изделий и материалов. Изображение изделия (его составной части) на поле документа следует располагать таким образом, чтобы можно было комплексно разместить, следующую информацию: - размеры и их предельные отклонения; - обозначение шероховатости; - обозначения опор, зажимов и установочных устройств; - допуски формы и расположения поверхностей; - таблицы и технические требования к эскизам (при необходимости); - обозначения позиций составных частей изделия (для процессов и операций сборки, разборки). При выполнении изображений изделий и их составных частей следует указывать соответствующие их виды, разрезы и сечения. Правила выполнения на эскизах видов, разрезов и сечений - по ГОСТ 2.305. Количество видов, разрезов и сечений устанавливает разработчик документов. Наносить размеры и их предельные отклонения необходимо по ГОСТ 2.307 с учетом следующих особенностей. В документах предельные отклонения линейных размеров указывают только в виде числовых значений в соответствии с рис. 6.11. При указании в чертежах конусности и уклонов без приведения угловых размеров в документах следует указывать их угловые размеры и предельные отклонения в виде числовых значений в соответствии с рис. 6.12. Размеры фасок и радиусов в основном следует приводить без указания предельных отклонений в соответствии с рис. 6.13. 248 Рис. 6.11. Обозначение предельных отклонений линейных размеров Рис. 6.12. Обозначение конусности Рис. 6.13. Обозначение радиусов и фасок 249 Исключения должны быть оговорены в конструкторских документах или предусмотрены условиями изготовления. При симметричном расположении поля допуска знаки верхнего и нижнего отклонений могут быть указаны в строку, например: 40+-0,2. Допускается указание для двусторонних предельных отклонений выполнять не в виде дроби, а в строку, с отделением через точку с запятой, например: 12-0,032; - 0,059. Для удобства записи информации о размерах и предельных отклонениях в документах с текстом, разбитым на графы (ОК, КТО, КТП и т.д.), рекомендуется все размеры, а также конструктивные элементы обрабатываемых поверхностей условно нумеровать арабскими цифрами. Порядковый номер размера или конструктивного элемента обрабатываемой поверхности в данном случае следует проставлять в окружности диаметром 6-8 мм и соединять с размерной или выносной линией. Простановку номеров целесообразно выполнять по часовой стрелке, начиная с левой верхней части эскиза в соответствии с рис. 6.14. Рис. 6.14. Пример нумерации обрабатываемых поверхностей При выполнении в одном документе нескольких эскизов к разным операциям одного технологического процесса допускается сквозная нумерация размеров или конструктивных элементов. В этом случае номера одной и той же обрабатываемой поверхности или конструктивного элемента, встречаемых в разных операциях, могут быть неодинаковыми. Для сложных криволинейных поверхностей, имеющих множество размеров, которые должны быть выдержаны в случае применения средств технологического оснащения (станки с ЧПУ, гидросуппорты, копиры и т.п.), следует приводить условное обозначение их поверхности, аналогичное условному обозначению размеров, только с использованием выносной линии со стрелкой в соответствии с рис. 6.15. 250 Рис. 6.15. Обозначение фасонных поверхностей В этом случае на эскизе показывают только основные базовые размеры. Выполнять на эскизе надпись по ГОСТ 2.307 "Размеры обеспечиваются инструментом" не следует, так как необходимую информацию (модель и тип оборудования, обозначение управляющей программы, гидросуппорта, копира и т.п.) приводят в соответствующем документе на операцию (процесс). При указании справочных размеров достаточно на эскизе отметить их знаком "*" без приведения текстовой записи "Размеры (размер) для справок (справки)". В целях оптимизации записи на эскизе размеров для отверстий рекомендуется применять требования ГОСТ 2.318 в соответствии с рис. 6.16. При указании в документах на операции и процессы специальных измерительных средств (пробки, скобы и т.п.), которые позволяют контролировать предельные отклонения размеров с учетом соответствующих погрешностей измерений для данных размеров, допускается на эскизах предельные отклонения не указывать, например: поверхность с метрической резьбой и т.п. На эскизах к операциям обработки резанием, давлением и т.п. поверхности деталей, подлежащих обработке, следует выделять линиями толщиной 2 по ГОСТ 2.303 в соответствии с рис. 6.17. При разработке одного эскиза к процессу (группе операций) обрабатываемые поверхности линиями толщиной 2 допускается не выделять. Обозначения шероховатости поверхности на эскизах следует выполнять в соответствии с требованиями, указанными в конструкторских документах. Обозначения шероховатости поверхности и их нанесение на поверхности деталей в эскизах следует выполнять в соответствии с ГОСТ 2.309. Значения параметров шероховатости, диапазонов шероховатости и их предельные отклонения следует указывать по ГОСТ 2789 с приведением их в обозначении шероховатости. 251 Рис. 6.16. Обозначение крепежных отверстий Рис. 6.17. Пример оформления обрабатываемых поверхностей Допускается отклонение значений параметров шероховатости от указанных на чертеже в сторону их ужесточения на основании требований к технологическому процессу изготовления изделий (их составных частей), например требования к сборке изделия. С целью сократить обозначение шероховатости, одинаковой для некоторых поверхностей, необходимо указать его в правом верхнем углу эскиза вместе с условным обозначением (рис. 6.19). При использовании сечений, разрезов на одном эскизе или применении эскиза (эскизов) на группу операций обозначение шероховатости для одних и тех же поверхностей следует указывать только один раз. Дублирование указанной информации не допускается. 252 В целях оптимизации записи текстовой информации, связанной с записью переходов на установку и крепление изделия (составной части изделия) на оборудовании или в приспособлении с применением методов обработки резанием, давлением и сборки, следует указывать на эскизах обозначения опор, зажимов и установочных устройств по ГОСТ 3.1107 в соответствии с рис. 6.18. Рис. 6.18. Пример обозначения схемы установки Приведенный пример базирования и крепления детали типа "вал" позволяет не включать в текст описания операции следующую запись вспомогательных переходов: 1. Установить и закрепить на поверхности 1 поводковый хомутик. 2. Установить дет. с поводковым хомутиком в центрах (в передней бабке - неподвижный центр, в задней бабке - вращающийся центр) и поджать задней бабкой. 3. Установить дет. по поверхности 2 в люнет и закрепить". Указывать в эскизах допуски формы и расположения поверхностей следует на основании требований конструкторских документов и ГОСТ 2.308. В эскизы могут быть введены дополнительные данные о допусках формы и расположения поверхностей, не указанные в конструкторских документах, на основании требований к технологическому процессу изготовления детали или сборки изделия. Также возможно ужесточение числовых значений допусков формы и расположения поверхностей на основании требований производства. В этих случаях числовые значения допусков формы и расположения поверхностей устанавливает разработчик документов по ГОСТ 24643. Термины и определения допусков формы и расположения поверхностей - по ГОСТ 24642. При применении сечений, разрезов на одном эскизе на группу операций указание о формах и расположении поверхностей для одних и тех же поверхностей следует приводить только один раз. Дублирование указанной информации не допускается. 253 Соответствующие указания в эскизах допусков формы и расположения поверхностей должны быть выполнены таким образом, чтобы вся необходимая информация была рационально расположена на поле эскиза согласно рис. 6.19. Рис. 6.19. Указание допусков расположения При необходимости в зонах для эскизов следует помещать таблицы и соответствующие технические требования. Построение таблиц следует выполнять от нижней части зоны документа, выдерживая шаг строки, равной 8,5 мм, и оставляя места необходимых размеров для заголовков и подзаголовков. Нанесение разделительных линий строк не является обязательным. Построение соответствующих таблиц необходимо выполнять при разработке типовых или групповых операций, имеющих общий эскиз детали, не привязанный к соответствующим обозначениям детали и их размерам, предусмотренным в конструкторских документах согласно с рис. 6.20. Допускается для деталей указывать обозначение позиций. Ширину заголовков и подзаголовков таблиц следует выбирать из расчета оптимального размещения вносимой информации. Рекомендуется применять печатающие устройства (шаг печати 2,54-2,6 мм; интервал печати 4,23-4,25). Таблицы к эскизам следует выполнять на первых и последующих листах КЭ. 254 Технические требования к выполнению изделий (заготовок, поковок, деталей, сборочных единиц), а также к операциям и процессам следует располагать в правой или нижней части зоны КЭ. При наличии таблиц технические требования следует располагать над ними. Допускается технические требования указывать на последующих листах форм КЭ. Рис. 6.20. Эскиз на групповую обработку Содержание технических требований к выполнению изделий (деталей, сборочных единиц) должно соответствовать аналогичным требованиям, приведенным на чертежах, или должно быть установлено непосредственно разработчиком документов. Для упрощения выполнения на КЭ графических элементов (сложных громоздких изображений корпусов, оснований и т.п.) их следует показывать с применением обрывов в соответствии с рис. 6.21. Рис. 6.21. Пример упрощения эскиза 255 В целях исключения дублирования текстовой информации на карте эскизов и в документах, в которых описаны выполняемые действия (ОК, КТП и т.п.) в КЭ взамен обозначения и наименования составных частей изделия, материалов и т.п. следует указывать только номера их позиций. Позиции следует оформлять с применением выносной линии и полки. Нумерацию позиций следует выполнять произвольно для каждого эскиза от 1 до n с возрастанием в направлении по часовой стрелке, начиная сверху. Допускается в эскизах применять нумерацию позиций в соответствии с чертежом. По аналогии с правилами выполнения эскизов для обрабатываемых деталей, все графические изображения для процессов сборки должны быть выполнены в рабочем положении изделий (их составных частей), т.е. так, как это зафиксировано при описании операций. В отличие от требования, при выполнении эскизов применять линии толщиной 2 для обрабатываемых поверхностей деталей, для графических изображений разборных и неразборных соединений соответствующего выделения выполнять не следует, за исключением границ сопряжений деталей для операций пайки и склеивания в соответствии с рис. 6.22. Рис. 6.22. Выделение сварных и паянных швов Выполнение графических изображений литейных форм и отливок на КЭ по ГОСТ 3.1125. Выполнение графических изображений поковок на КЭ - по ГОСТ 3.1126. При выполнении эскизов к процессам (операциям) покрытия, термической и других видов обработки необходимо руководствоваться следующими правилами оформления. 1. Если необходимые данные указаны в ОК, КТП и т.п. запись в КЭ соответствующих данных о покрытиях (показателей свойств материалов, получаемых в результате обработки, например, твердости HRC , HRA, НБ, HV, пределов прочности σ в , пределов упругости σ у , ударной вязкости ан и т.п.), приводить не следует. В этом случае указывают место покрытия (обработки и т.п.) с обведением обрабатываемых поверхностей линиями толщиной 2s в соответствии с рис. 6.23. 2. Если все необходимые данные в ОК, КТП и т.п. не указаны, то их следует выполнять на КЭ в соответствии с ГОСТ 2.310. 256 Рис. 6.23. Выделение поверхностей под покрытие Графические изображения к установам и к позициям следует выполнять на соответствующих формах КЭ или в формах документов с текстом, разбитым на графы, где предусмотрены соответствующие зоны для указания графических изображений. При выполнении графических изображений к установам следует указывать в каждом случае рабочее положение обрабатываемой детали (заготовки) относительно исполнителя с приведением соответствующих данных (рис. 6.24). Рис. 6.24. Эскизы обработки Допускается при необходимости указывать в установах графические изображения вспомогательного и режущего инструментов. При выполнении графических изображений к позициям следует для каждого случая указывать рабочее положение детали (заготовки) с учетом состояния обрабатываемых поверхностей (размеров и т.п.) и применяемых вспомогательных и режущих инструментов в соответствии с рис. 6.25. 257 Рис. 6.25. Эскизы многопозиционной оработки Допускается: 1. Условные графические обозначения опор, зажимов и установочных устройств приводить только на графическом изображении к 1й позиции. 2. Графические изображения вспомогательного и режущего инструментов не указывать, или в эскизах приводить упрощенно. Примечание: В приложениях А и Б приведены примеры оформления КЭ на операции холодной штамповки и сборки. Иллюстративным графическим материалом, наглядно отражающим особенности выполнения отдельных операций, переходов, установов и позиций технологического процесса, являются технологические наладки, технологические и операционные эскизы. Технологические наладки, технологические эскизы выполняются в графической части дипломного (курсового) проекта на листах формата А1 с разделением на отдельные форматы А3 и А4. 258 Операционные эскизы являются иллюстративным материалом к операционным технологическим картам и оформляются на специальных картах эскизов, а при их отсутствии – на отдельных листах формата А4. При многопереходных (многопозиционных) операциях допускается выполнение операционных эскизов на каждый переход (позицию) на отдельных листах. При выполнении технологических наладок (ТН), технологических эскизов (ТЭ) и операционных эскизов (ОЭ) должны быть учтены требования, предъявляемые к ним (табл. 6.12). Таблица 6.12 Информация, отражаемая в ТН, ТЭ и ОЭ Изображаемые элементы ТН ТЭ ОЭ 1. Обрабатываемая деталь в рабочем положении с выделением обрабатываемых на данном переходе (позиции) поверхностей жирными линиями или красным цветом. + + + 2. Базирующие и зажимные элементы приспособления в упрощенном (полу конструктивном) виде + + – 3. Схема установки по ГОСТ 3.1107-81или схема базирования по ГОСТ 21495-76 – + + 4. Режущий инструмент в упрощенном (полу конструктивном) виде в начальном положении – + – 5. Режущий инструмент в упрощенном (полу конструктивном) виде в конечном положении для токарных станков автоматов и полуавтоматов + + – 6. Траектории перемещений режущих инструментов (рабочие перемещения – сплошными тонкими линиями, вспомогательные – пунктиром) с обозначением опорных точек – + – 7. Все рабочие движения, связанные с обработкой на данном переходе (позиции, установа) стрелками с обозначением V и S + + – 8. Размеры обработки на данном переходе (позиции, установе) и базовые размеры с указанием допусков и обозначением порядковыми арабскими цифрами + + + 9. Шероховатость обработанных на данном переходе (позиции, установе) поверхностей + + – 10. Таблица с информацией об оборудовании и режимах резания (см. табл. 6.13) + + – 11. Надпись, отражающая наименование и номер выполняемой операции, установа, позиции (обозначение этапа) + + + 259 6.13. Требования к операционным и технологическим эскизам 1. Технологические эскизы выполняются в графической части курсовых и дипломных проектов, операционные эскизы в технологической документации (КЭ). 2. Необходимое количество изображений (видов, разрезов, сечений и выносных элементов) устанавливает студент из условия обеспечения наглядности и ясности изображения обрабатываемых поверхностей детали или взаимного расположения деталей в сборочных единицах. 3. Обрабатываемые поверхности изделия следует обводить сплошной линией красного или черного цвета толщиной от 2 до 3S в соответствии с ГОСТ 2.303-68. 4. На картах эскизов все размеры обрабатываемых поверхностей нумеруют арабскими цифрами. Номер размера обрабатываемой поверхности проставляют в окружности диаметром 6-8 мм и соединяют с размерной линией. Нумерацию следует производить в движения часовой стрелки. Если эскиз изделия выполнен в нескольких проекциях с применением необходимого количества разрезов, сечений и выносных элементов, то нумеровать размеры обрабатываемых поверхностей следует сначала на проекциях, а затем в определенной последовательности на имеющихся разрезах, сечениях и выносных элементах. 5. Условные обозначения отклонений формы поверхности и отклонения расположения поверхностей следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 2.308. Обозначения шероховатости поверхностей – по ГОСТ 2.309. 6. Таблицы на технологических эскизах следует размещать на свободном поле карты эскизов справа от изображения или под ним. 7 . Деталь или сборочная единица изображается в положении, занимаемом ей при обработке или сборке при данной операции, установе или позиции. Конструктивные формы изображаются в том виде, который она получает после окончания данной операции, установа или позиции. 8. В нижней части каждого технологического эскиза в виде таблицы (табл. 6.3) следует указать числовые значения режимов обработки и основное время на операцию или переход. 9. При обработке на многопозиционных станках на поле первого эскиза показывается схема расположения позиций станка и характер индексации. 10. Изображения обозначения опор, зажимов и установочных устройств должны выполняться по ГОСТ 3.1107 – 81, который устанавливает графические обозначения опор, зажимов и установочных устройств, применяемых в технологической документации. 260 Таблица 6.13 Форма таблицы параметров обработки Наименование № пеи модель станка рехода Параметры обработки t, мм S*, мм/об n, об/мин V, м/мин Sм мм/мин Lр.х, мм T0, мин Примечания. 1. * В зависимости от выполнения обработки может быть Sзуб или Sоб 2. Ширина таблицы Lt должна быть 185 мм (по длине основной надписи), детальные размеры как таблицы, так и граф, произвольные. Для изображения обозначения опор, зажимов и установочных устройств следует применять сплошную тонкую линию по ГОСТ 2.303-68. Обозначения опор (условные) приведены в табл. 6.14. Допускается обозначение подвижной, плавающей и регулируемой опор на видах сверху и снизу изображать как обозначение неподвижной опоры на аналогичных видах. Таблица 6.14 Обозначение опор Наименование опоры Обозначение опоры на видах спереди, сзади 1. Неподвижная 2. Подвижная 3. Плавающая 4. Регулируемая 261 сверху снизу Обозначения зажимов приведены в табл.6.15. Таблица 6.15 Обозначение зажимов Обозначение зажима на видах Наименование зажима спереди, сзади сверху снизу 1. Одиночный 2. Двойной Примечания. 1. Для двойных зажимов длина плеча устанавливается разработчиком в зависимости от расстояния между точками приложения сил. Допускается упрощенное графическое обозначение двойного зажима: . Обозначение двойного зажима на виде спереди или сзади при совпадении точек приложения силы допускается изображать как обозначение одиночного зажима на аналогичных видах. 2. Для цанговых оправок (патронов) следует применять обозначение - . Обозначения установочных устройств приведены в табл. 6.16. Таблица 6.16 Обозначение зажимных устройств Наименование установочного устройства Обозначение установочного устройства на видах спереди, сзади, сверху, снизу слева справа 1. Центр неподвижный Без обозначения Без обозначения 2. Центр вращающийся То же То же 262 Окончание табл.6.16 3. Центр плавающий " " 4. Оправка цилиндрическая 5. Оправка шариковая (роликовая) 6. Патрон поводковый Примечания. 1. Обозначение обратных центров следует выполнять в зеркальном изображении. 2. Для базовых установочных поверхностей допускается применять обозначение . Установочно-зажимные устройства следует обозначать как сочетание обозначений установочных устройств и зажимов. Допускается обозначение опор и установочных устройств, кроме центров, наносить на выносных линиях, соответствующих поверхностей. Для указания формы рабочей поверхности опор, зажимов и установочных устройств, следует применять обозначения в соответствии с табл. 6.17. Таблица 6.17 Указание формы рабочих поверхностей элементов приспособления Наименование формы рабочей поверхности 1 Обозначение формы рабочей поверхности на всех видах 2 1. Плоская 2. Сферическая 263 Окончание табл.6.17 1 3. Цилиндрическая (шариковая) 2 4. Призматическая 5. Коническая 6. Ромбическая 7. Трехгранная Примечание. Указание прочих форм рабочей поверхности опор, зажимов и установочных устройств следует выполнять в соответствии с требованиями, установленными отраслевыми НТД. Обозначение форм рабочих поверхностей наносят слева от обозначения опоры, зажима или установочного устройства . Для указания рельефа рабочих поверхностей (рифленая, резьбовая, шлицевая и т.д.) опор, зажимов и установочных устройств следует применять обозначение в соответствии с табл. 6.17. Обозначение рельефа рабочей поверхности наносят на обозначение соответствующей опоры зажима или установочного устройства. Для указания устройств зажимов следует применять обозначения в соответствии с табл. 6.18. Таблица 6.18 Указание устройств зажимов Обозначение устройства зажима на всех видах Наименование устройства зажима 1. Пневматическое 2. Гидравлическое 3. Электрическое 4. Магнитное 5. Электромагнитное 6. Прочее Без обозначения Примечание. Обозначение видов устройств зажимов наносят слева от обозначения зажимов. Для гидропластовых оправок допускается применять обозначение 264 . Количество точек приложения силы зажима к изделию, при необходимости, следует записывать справа от обозначения зажима. На схемах, имеющих несколько проекций, допускается на отдельных проекциях не указывать обозначения опор, зажимов и установочных устройств относительно изделия, если их положение однозначно определяется на одной проекции. На схемах допускается несколько обозначений одноименных опор на каждом виде заменять одним, с обозначением их количества справа Допускаются отклонения от размеров графических обозначений, указанных в табл. 6.14 – табл. 6.17 и на чертеже. Примеры схем установки приведены в табл. 6.19. Таблица 6.19 Примеры схем установов деталей Описание способа установа Схема обозначения 1 2 1. В тисках с призматическими губками и пневматическим зажимом 2. В кондукторе с центрированием на цилиндрический палец, с упором на три неподвижные опоры и с применением электрического устройства двойного зажима, имеющего сферические рабочие поверхности 265 Окончание табл. 6.19 1 2 3. В трехкулачковом патроне с механическим устройством зажима, с упором в торец, с поджимом вращающимся центром и с креплением в подвижном люнете 4. На конической оправке с гидропластовым устройством зажима, с упором в торец на рифленую поверхность и с поджимом вращающимся центром 6.14. Особенности оформления документации при использовании станков с ЧПУ При использовании станков с числовым программным управлением (ЧПУ) следует применять в дополнение к указанным документам следующие документы (приложение 4): - карту наладки инструмента (КН/И) - формы 4 и 4а (см. табл. П.4.8 – табл. П.4.10.); - карту кодирования информации (ККИ) - формы 5 и 5а (см. табл. П.4.11 – табл. П.4.14); Допускается по усмотрению разработчика применять следующие вспомогательные документы (прил. 4): - карту заказа на разработку управляющей программы (КЗ/П) - формы 6 и 6а (см. табл. П.4.2 – табл. П.4.4); - ведомость обрабатываемых деталей (ВОД) - формы 7 и 7а (см. табл. П.4.5 – табл. П.4.7); 266 267 Рис. 6.26. Пример операционного эскиза БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. ГОСТ 2.111 - 80 ЕСКД. Нормоконтроль. – М.: Издательство стандартов, 1980. – 10 с. 2. ГОСТ 2.201 - 80 ЕСКД. Обозначение изделий и конструкторских документов. – М.: Издательство стандартов, 1980. – 13 с. 3. ГОСТ 2.309 - 79. ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхностей. – М.: Издательство стандартов, 1975. – 12 с. 4. ГОСТ 23004-78. Механизация и автоматизация технологических процессов в машиностроении и приборостроении. Основные термины, определения и обозначения. – М.: Издательство стандартов, 1978. – 29 с. 5. ГОСТ 23597 – 79. Станки металлорежущие с числовым программным управлением. Обозначение осей координат и направлений движений. Общие положения. – М.: Издательство стандартов, 1980. – 15 с. 6. ГОСТ 25346 – 2013 ОНВ. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. ИС «Техэксперт». Консорциум «Кодекс». 7. ГОСТ 25347 – 2013 ОНВ. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002. ИС «Техэксперт». Консорциум «Кодекс». 8. ГОСТ 2789 - 73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики. – М.: Издательство стандартов, 1975. – 12 с. 9. ГОСТ 3.1109 - 82 ЕСТД. Термины и определения основных понятий – М.: Издательство стандартов, 1982. – 14 с. 10. ГОСТ 3.1119 - 83 ЕСТД. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на единичные технологические процессы. – М.: Издательство стандартов, 1980. – 32 с. 11. ГОСТ 3.1702 – 79 ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Обработка резанием. – М.: Издательство стандартов, 1980. – 32 с. 12. ГОСТ 30893.1 – 2002 ОНВ. Общие допуски. Предельные отклонения линейных и угловых размеров с неуказанными допусками. – М.: Издательство стандартов, 2002. ИС «Техэксперт». Консорциум «Кодекс». 13. ГОСТ 30893.2 – 2002. Общие допуски. Допуски формы и расположения, не указанные индивидуально. – М.: Издательство стандартов, 2002. ИС «Техэксперт». Консорциум «Кодекс». 14. ГОСТ 6636 - 69 ОНВ. Нормальные линейные размеры (с изменениями 1, 2). – М.: Издательство стандартов, 1991. ИС «Техэксперт». Консорциум «Кодекс». 268 15. Амиров, Ю.Г. Технологичность конструкции изделия: справочник / под ред. Ю.Г. Амирова – М.: Машиностроения,1990. – 489 с. 16. Горохов, В.А. Основы технологии машиностроения и формализованный синтез технологических процессов: учебник для вузов. Ч. 1 /В.А. Горохов, А.Г. Схиртладзе, Н.Е. Беляков; под ред. В.А.Горохова. - Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2016. – 496 с. 17. Горохов, В.А. Основы технологии машиностроения и формализованный синтез технологических процессов: учебник для вузов. Ч. 2 / В.А. Горохов, А.Г. Схиртладзе, Н.Е. Беляков; под ред. В.А.Горохова. - Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2016. – 576 с. 18. Иванов, А.А. Автоматизация технологических процессов и производств: учеб. пособие / А.А. Иванов; –Н. Новгород, НГТУ, 2009. – 204 с. 19. Классификатор ЕСКД. Иллюстрированный определитель деталей. Классы 71 -76. – М., Изд-во стандартов, 1986. 20. Кутилова, О.И. Автоматизированное создание структуры технологического процесса: монография / О.И. Кутилова [и др.]. – Н. Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева 2011. – 183 с. 21. Меринов, В.П. Технология изготовления деталей. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: учеб. пособие / В.П. Меринов, А.М.Козлов, А.Г. Схиртладзе. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2015. – 264 с. 22. Метелев, Б.А. Основы технологии машиностроения. Часть 1. Комплекс учебно-методических материалов / Б.А. Метелев, Н.М.Тудакова, Е.А. Куликова; НГТУ. Н.Новгород, 2006. – 119 с. 23. Метелев, Б.А. Основы технологии машиностроения. Часть 2. Комплекс учебно-методических материалов / Б.А. Метелев, Н.М.Тудакова, Е.А. Куликова; НГТУ. Н.Новгород, 2006. – 140 с. 24. Метелев, Б.А. Технология машиностроения. Часть 1. Комплекс учебно-методических материалов / Б.А. Метелев, Н.М. Тудакова, Е.А. Куликова; НГТУ: Н.Новгород, 2007. – 107 с. 25. Метелев, Б.А. Технология машиностроения. Часть 2. Комплекс учебно-методических материалов / Б.А. Метелев, Н.М. Тудакова, Е.А. Куликова; НГТУ: Н.Новгород, 2007. – 104 с. 26. Михайлов, А.В. Основы проектирования технологических процессов машиностроительных производств: учеб. пособие / А.В. Михайлов, Д.А. Расторгуев, А.Г. Схиртладзе. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2016. – 336 с. 27. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для многоцелевых станков фрезерно-сверлильно-расточной группы. М.: ВНИИТЭМР, 1986. – 160 с. 28. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий машиностроения, приборостроения и металлообработки. 269 Механические и сборочные цехи ОНТП-14-86. ИС «Техэксперт». Консорциум «Кодекс». 29. Пахомов, Д.С. Выпускная квалификационная работа: метод. указания / Сост. Д.С. Пахомов, И.Л. Лаптев, В.А. Колюнов, В.И. Дементьев. Н.Новгород. НГТУ, 2018.- 31 с. 30. Пахомов, Д.С. Нормирование параметров шероховатости поверхностей: метод. указания / Сост. Д.С.Пахомов. Н.Новгород: НГТУ, 2016. – 26 с. 31. Пахомов, Д.С. Основы проектирования технологических процессов и подготовки операций для станков с ЧПУ: учебник / Д.С. Пахомов, А.Г. Схиртладзе, А.Б. Чуваков. – Старый Оскол: ООО «ТНТ». 2016. - 392 с. 32. Пахомов, Д.С. Проектирование технологических процессов обработки деталей: учеб. пособие/ Д.С.Пахомов, Е.Е Чиненкова; – Н.Новгород: НГТУ им.Р.Е. Алексеева. 2014. – 170 с. 33. Сорокин, В.М. Выбор оптимального маршрута обработки резанием поверхностей деталей машин: метод. указания к курсовому проектированию / Сост.: В.М. Сорокин; Н.Новгород: ННПИ, 1991. – 16 с. 34. Справочник технолога машиностроителя: в 2-х т. Т. 1 / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 656 с. 35. Схиртладзе А.Г. Проектирование технологических процессов в машиностроении: учеб. пособие /А.Г. Схиртладзе, В.П. Пучков, Н.М. Пирс; Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2016. – 408 с. 36. Схиртладзе, А.Г. Технологические регламенты процессов металлообработки и сборки в машиностроении: учеб. пособие / А.Г. Схиртладзе, В.П. Борискин, А.И. Пульбере [и др.]. – 3-е изд., перераб. и доп. – Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2016. – 424 с. 37. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. М.: Изд-во стандартов. 1987. – 256 с. 38. Худобин, Л.В. Базирование заготовок при механической обработке: учебное пособие / Л.В. Худобин, М.А.Белов, А.И. Унянин; под общ. ред. Л.В. Худобина. Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2016. – 248 с. 39. Швецов, В.Д. Проектирование и производство заготовок. Опорносигнальный развернутый курс: учеб. пособие / В.Д.Швецов; Нижний Новгород, НГТУ, 1993 – 207 с. 270 ПРИЛОЖЕНИЯ Приложение 1. Данные для анализа чертежа Таблица П 1.1 Общие допуски и неуказанные предельные отклонения размеров по ГОСТ 30893.1 Условное название классов точности Точный (квалитет ≈12-й) ƒ Средний (квалитет ≈14-й) т Грубый (квалитет ≈16-й) с Очень грубый (квалитет ≈ 17-й) V +t1 мм Интервалы номинальных размеров (диаметров, длин или меньшая сторона угла), мм Свыше Свыше Свыше Свыше До 6 6 до 30 30 до 120 120 до 315 315 до +0,1 +0,2 +0,3 +0,4 +0,6 - t1мм -0,1 -0,2 -0,3 -0,4 -0,6 ± t1/2,мм ±0,05 ±0,1 ±0,15 ±0,2 ±0,3 Радиусов и фасок, мм ±0,5 ±1,0 ±1,0 ±1,0 - Углов в мин ±1° ±30' ±20' ±10' ±5' +t2, мм +0,2 +0,4 +0,6 +1,0 +1.6 - t2,мм -0,2 -0,4 -0,6 -1,0 -1.6 ± t2/2,мм ±0,1 ±0,2 ±0,3 ±0,5 ±0,8 Радиусов и фасок, мм ±0,5 ±1,0 ±1,0 ±1,0 - Углов в мин ±1° ±30' ±20' ±10' ±5' +t3 ,мм +0.6 +1.0 +1,6 +2,4 +4.0 - t3 ,мм -0.6 -1,0 -1.6 -2,4 -4,0 ± t3,/2,мм ±0,3 ±0,5 ±0,8 ±1,2 ±2,0 Радиусов и фасок, мм ±1,0 ±2,0 ±2,0 ±2,0 - Углов в мин ±1030' ±1° ±30' ±15' ±10' +t4 ,мм +1,0 +2,0 +3,0 +5,0 +8.0 - t4 ,мм -1,0 -2,0 -3,0 -5,0 -8,0 ± t4,/2,мм ±0,5 ±1.0 ±1,5 ±2,5 ±4.0 Радиусов и фасок, мм ±0,5 ±1,0 ±2,0 ±2,0 - Углов в мин ±3° +2° ±1° ±30' ±20' Обозначение предельных отклонений 271 Таблица П.1.2 Допуски цилиндричности, круглости, профиля продольного сечения, соосности, симметричности, пересечения осей и радиального биения (сокращенное количеством степеней точности) Интервалы размеров,мм (диаметр) 272 До 3 Cвыше 3 до 10 10 – 18 18 – 30 30 – 50 50 – 120 120 – 250 250 – 400 400 – 630 630 – 1000 1000 – 1600 1600 – 2500 Степени точности для 3 0,8 1 4 1,2 1,6 5 2 2,5 1,2 1,6 2 2,5 3 4 5 6 8 10 1 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 2 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 3 6 3 4 7 5 6 8 8 10 мкм 9 12 16 6 8 10 12 16 20 25 30 40 4 8 10 12 16 20 25 30 40 50 60 5 12 16 20 25 30 40 50 60 80 100 6 20 25 30 40 50 60 80 100 120 160 7 Степени точности для мм 10 20 25 11 30 40 12 50 60 13 80 100 14 120 160 15 200 250 16 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 30 40 50 60 80 100 120 160 200 250 8 50 60 80 100 120 160 200 250 300 400 9 80 100 120 160 200 250 300 400 500 600 10 120 160 200 250 300 400 500 600 800 1000 11 200 250 300 400 500 600 800 1000 1200 1600 12 300 400 500 600 800 1000 1200 1600 2000 2500 13 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 4,0 14 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 15 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 16 в диаметральном выражении и для радиального биения — Таблица П.1.3 Допуски плоскостности, прямолинейности, параллельности, перпендикулярности, наклона и торцового биения (сокращенное количества степеней точности) Интервалы размеров,мм (длина) 273 До 10 Свыше 10 до 16 16 – 25 25 – 40 40 – 63 63 – 100 100 – 160 160 – 250 250 – 400 400 – 630 630 – 1000 1000 – 1600 1600 – 2500 2500 – 4000 4000 – 6300 6300 – 10000 3 0,6 0,8 1 1,2 1,6 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 2 4 1 1,2 1,6 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 30 3 5 1,6 2 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 30 40 50 4 6 2,5 3 4 5 6 8 10 12 16 20 25 30 40 50 60 80 5 7 4 5 6 8 10 12 16 20 25 30 40 50 60 80 100 120 6 Степени точности для мкм 8 9 10 6 10 16 8 12 20 10 16 25 12 20 30 16 25 40 20 30 50 25 40 60 30 50 80 40 60 100 50 80 120 60 100 160 80 120 200 100 160 250 120 200 300 160 250 400 200 300 500 7 8 9 Степени точности для мм 11 25 30 40 50 60 80 100 120 160 200 250 300 400 500 600 800 10 12 40 50 60 80 100 120 160 200 250 300 400 500 600 800 1000 1200 11 13 60 80 100 120 160 200 250 300 400 500 600 800 1000 1200 1600 2000 12 14 0,1 0,12 0,16 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 13 (торцовое биение) Примечание: для торцового биения за номинальный размер принимать диаметр рассматриваемого торца, а за определяющий размер (координирующий торец в пространстве) квалитет длины или ступени вала. 15 0,16 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 14 16 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 15 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,6 2,0 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 8,0 10,0 12,0 16 Приложение 2. Данные для выбора оптимального способа получения заготовок Таблица П.2.1 Оптовая цена 1 т отливок из чугуна СЧ20 ГОСТ 1412-85, руб./т Масса одной отливки, кг 0,9 1,425 2,25 2,825 4,5 7,15 9 14,25 1 373 357 342 335 622 310 304 294 2 464 444 426 418 401 386 379 366 Группа сложности 3 4 573 682 549 653 526 626 516 614 496 590 477 569 468 557 452 538 5 814 779 747 732 704 677 665 642 6 974 933 895 877 843 811 796 768 Таблица П.2.2 Оптовая цена 1 т отливок из высококачественного чугуна марки ВЧ ГОСТ 7293-85, руб./т Масса одной отливки, кг 0,9 1,425 2,25 4,5 7,15 9 14,25 22,5 1 466 446 428 403 388 381 367 355 2 580 555 533 502 483 474 457 442 Группа сложности 3 4 716 852 686 816 658 783 619 737 596 710 585 697 565 672 546 649 5 1017 974 934 880 847 831 802 775 6 1218 1166 1118 1053 1014 995 960 928 Таблица П.2.3 Оптовая цена 1 т отливок из ковкого чугуна марки КЧ 45-7 ГОСТ 1215-79, руб./т Масса одной отливки, кг 0,9 1,425 2,25 4,5 7,15 9 14,25 22,5 1 428 410 393 370 357 350 338 326 2 534 511 490 462 444 436 421 407 Группа сложности 3 4 659 784 631 751 605 720 570 678 549 653 539 641 520 618 502 597 274 5 936 896 859 809 779 765 738 713 6 1120 1073 1029 969 933 916 883 853 Таблица П.2.4 Оптовая цена 1 т отливок из стали 25Л ГОСТ 977-88, руб./т Масса одной отливки, кг 0,9 1,425 2,25 2,825 4,5 7,15 9 14,25 22,5 1 447 428 411 402 387 372 365 352 341 2 557 533 512 501 482 464 455 439 424 Группа сложности 3 4 688 818 658 783 631 751 619 737 959 708 572 681 562 669 542 645 524 623 5 977 935 897 879 844 813 798 770 744 6 1169 1119 1074 1052 1011 973 955 922 891 Таблица П.2.5 Оптовая цена 1 т отливок из алюминиевого сплава АЛ4 ГОСТ 1583-89, Масса одной Группа сложности отливки, кг 1 2 3 4 5 0,9 2391 2657 2952 3247 3572 1,425 2346 2606 2896 3186 3504 2,25 2302 2558 2843 3127 3439 2,825 2281 2535 2817 3098 3408 4,5 2240 2489 2765 3042 3346 5,65 2220 2467 2741 3015 3316 7,15 2201 2444 2716 2987 3286 9 2180 2423 2692 2961 3257 11,25 2162 2402 2669 2936 3230 руб./т 6 3929 3855 3783 3749 3680 3648 3615 3583 3552 Таблица П.2.6 Масса одной отливки, кг 0,9 1,425 2,25 2,825 4,5 7,15 9 14,25 22,5 Оптовая цена 1 т отливок из бронзы оловянной литейной марки Бр05Ц5С5 ГОСТ 613-79, руб./т Группа сложности 1 2 3 4 5 2162 2325 2500 2675 2861 2152 2315 2489 2663 2849 2143 2304 2478 2652 2837 2139 2300 2472 2646 2831 2129 2289 2461 2634 2818 2119 2279 2451 2622 2806 2115 2275 2445 2617 2799 2105 2264 2434 2605 2787 2096 2254 2423 2593 2775 275 6 3204 3191 3177 3171 3156 3143 3135 3121 3108 Таблица П.2.7 Оптовая цена 1 т отливок из бронзы безоловянной литейной марки БрА9ЖЗЛ ГОСТ 493-79, руб./т Масса одной отливки, кг 0,9 1,425 2,25 2,825 4,5 7,15 9 14,25 22,5 1 1381 1374 1368 1365 1359 1352 1348 1342 1335 2 1485 1478 1471 1467 1460 1454 1449 1443 1436 Группа сложности 3 4 1897 1708 1589 1700 1581 1692 1578 1688 1570 1680 1562 1672 1559 1664 1551 1660 1544 1652 5 1828 1819 1811 1807 1798 1789 1781 1776 1767 6 2047 2037 2028 2024 2014 2004 1995 1989 1979 Таблица П.2.8 Оптовая цена 1 т отливок из медно-цинкового сплава (латуни) марки ЛЦ16К4 ГОСТ 17711-93, руб./т Масса одной отливки, кг 0,9 1,425 2,25 2,825 4,5 7,15 9 14,25 22,5 1 1878 1832 1787 1765 1723 1683 1664 1627 1591 2 2020 1969 1921 1898 1853 1809 1789 1749 1711 Группа сложности 3 4 2172 2324 2115 2266 2066 2210 2041 2184 1992 2131 1946 2082 1903 2036 1859 1990 1840 1969 5 2486 2424 2365 2337 2281 2228 2178 2129 2106 6 2784 2715 2649 2617 2555 2495 2439 2384 2359 Таблица П.2.9 Оптовая цена 1 т поковок свободной ковки из стали 35 ГОСТ 1050-88, руб./т Масса одной поковки, кг 2,25 3,575 4,5 5,65 9 11,25 14,25 18 28,25 Группа сложности 2 3 477 534 432 485 418 468 403 450 376 422 365 409 354 397 348 390 338 379 1 420 382 368 354 332 321 312 306 298 276 4 598 544 524 504 472 458 445 436 425 Таблица П.2.10 Оптовая цена 1 т штамповок ковки из стали 35 ГОСТ 1050-88, руб./т Масса одной штамповки, кг 0,9 1,425 2,25 2,825 4,5 7,15 9 14,25 22,5 Группа сложности 2 3 703 788 613 687 548 613 519 582 480 538 446 500 432 484 407 456 395 442 1 619 540 482 457 422 393 381 358 348 4 880 769 686 651 602 559 542 511 495 Таблица П.2.11 Оптовая цена 1 т штамповок из коррозионно-стойкой и жаростойкой стали марки 12Х18Н9Т ГОСТ 5949-75, руб./т Масса одной штамповки, кг 0,9 1,425 2,25 2,825 4,5 7,15 9 14,25 22,5 Группа сложности 2 3 2197 2459 2059 2306 1930 2163 1882 2108 1793 2007 1737 1945 1720 1926 1695 1899 1671 1872 1 1933 1806 1693 1651 1577 1522 1508 1491 1471 4 2755 2583 2422 2361 2248 2178 2157 2127 2097 Таблица П.2.12 Коэффициенты расчета оптовых цен на отливки из марок серого, высокопрочного, ковкого чугуна и нелегированной стали Вид сплава, марка сплава Коэффициент (Кц) 1 2 Серый чугун ГОСТ 1412-85 СЧ10 0,95 СЧ15 0,976 СЧ18 0,981 СЧ20 1,0 СЧ21 1,003 СЧ24 1,007 СЧ25 1,01 СЧ30 1,02 СЧ35 1,05 277 Окончание табл. П.2.12 1 2 Ковкий чугун ГОСТ 1215-79 КЧ 30-6 0,928 КЧ 33-8 0,936 КЧ 35-10 0,95 КЧ 37-12 0,96 КЧ 45-7 1,0 КЧ 50-5 1,025 КЧ 55-4 1,049 КЧ 60-3 1,076 КЧ 65-3 1,103 Высокопрочный чугун ГОСТ 7293-85 ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45 1,0 ВЧ 50 1,025 ВЧ 60 1,076 ВЧ 70 1,129 ВЧ 80 1,187 ВЧ-100 1,306 Конструкционная нелегированная сталь ГОСТ 977-88 15Л 0,975 20Л 0,985 25Л 1,0 30Л 1,015 35Л 1,025 40Л 1,041 45Л 1,051 50Л 1,067 Таблица П.2.13 Коэффициенты расчета оптовых цен на отливки из цветных сплавов Марка сплава Коэффициент (Кц) 1 2 Сплавы алюминиевые литейные ГОСТ 1583-93 1. Сплавы на основе системы алюминий-кремний-магний АК12(АЛ2) 1,01 АК9 0,98 АК9ч(АЛ4) 1,00 АК8(АЛ34) 1,18 АК7 0,8 АК7ч(АЛ9) 1,02 2. Сплавы на основе системы алюминий-кремний-медь АК5М2 0,70 АК5М(АЛ5) 0,95 АК5Мч(АЛ5-1) 1,03 278 Окончание табл. П.2.13 АК8М(АЛ22) 1,04 АК5М4 0,72 АК5М7 0,74 3. Сплавы на основе системы алюминий-медь АМ5(АЛ19) 1,30 АМ4,5Кд(ВАЛ10) 1,32 3. Сплавы на основе системы алюминий-магний АМг5Мц(АЛ28) 1,24 АМг6Л(АЛ23) 1,20 АМг6Лч(АЛ23-1) 1,30 АМг10(АЛ27) 1,35 Таблица П.2.14 Коэффициенты расчета оптовых цен на горячие стальные штамповки ГОСТ 8479-70 Марка сплава Коэффициент (Кц) 1 2 1. Сталь конструкционная углеродистая качественная ГОСТ 1050-88 25,30,35,40 1,0 45 1,005 50 1,01 55 1,015 60 1,02 2. Сталь конструкционная легированная безникелевая ГОСТ 4543-2016 20Х 1,12 30Х 1,13 35Х 1,134 40Х 1,137 45Х 1,14 50Х 1,145 20Г 0,99 35Г 1,0 50Г 1,01 30Г2 1,03 18ХГ 1,15 18ХГТ 1,232 25ХГТ 1,24 30ХГТ 1,245 40ХС 1,13 38ХМ 1,35 25ХГМ 1,40 38ХГМ 1,38 30ХГСА 1,30 38Х2МЮА 1,87 279 Окончание табл. П.2.14 1 2 3. Сталь конструкционная легированная никельсодержащая ГОСТ 4543-2016 12ХН 1,18 20ХН 1,28 45ХН 1,31 12ХН2 1,37 12ХН3А 1,78 20ХН3А 1,8 30ХН3А 1,85 14ХГН 1,255 19ХГН 1,26 38ХГН 1,25 30ХН2МА 1,87 40ХН2МА 1,9 38ХН3МА 2,25 4. Сталь конструкционная рессорно-пружинная углеродистая ГОСТ 14959-2016 65 1,05 70 1,055 75,80 1,06 85 1,08 5. Сталь конструкционная рессорно-пружинная легированная ГОСТ 14959-2016 50ХФА 138 Таблица П.2.15 Коэффициенты расчета оптовых цен на горячие штамповки из коррозионно-стойких и жаростойких сталей, отличающихся от базовой марки стали 12Х18Н19Т Марка сплава Коэффициент (Кц) 1 2 Коррозионно-стойкая и жаростойкая сталь безникелевая ГОСТ 5949-75 20Х13 0,485 0,5 30Х13 0,47 40Х13 0,45 40Х9С2 Коррозионно-стойкая и жаростойкая сталь никельсодержащая ГОСТ 5949-75 0,96 12Х18Н9 1,0 12Х18Н9Т 08Х18Н10 1,1 1,27 12Х18Н12Т 1,11 12Х18Н10Т 1,23 20Х23Н13 1,62 20Х23Н18 0,75 14Х17Н2 280 Приложение 3. Данные для определения и расчета припусков Таблица П.3.1 Виды обработки, квалитет и величина дефектного слоя h Виды обработки Обозначение Квалитет обрабатываемой поверхности Величина дефектного слоя h, мкм Черновой чр 12…13 40…120 Получистовой пч 11 25…40 Чистовой ч 9…10 15…25 Повышенной точности п.т 7…8 5…15 Высокой точности в.т 6 3…5 Особо высокой точности о.в.т 5 2…3 Отделочный отд Параметры качества Задается в технических поверхности требованиях чертежа Таблица П.3.2 Минимальные припуски на обработку плоских и торцовых поверхностей на сторону (Zmin) Наибольший размер обрабатываемой поверхности Виды обработки чр пч ч п.т в.т о.в.т До 50 0.9 0.25 0.13 0.09 0.04 0.025 50…120 1.1 0.25 0.13 0.09 0.04 0.025 1.5 0.3 0.16 0.11 0.05 0.03 260…500 2.2 0.3 0.16 0.11 0.05 0.03 500…900 3.1 0.35 0.19 0.13 0.06 0.035 800…1250 4,5 0.4 0.19 0.13 0.06 0.035 120…250 281 Таблица П.3.3 Минимальные припуски на обработку наружных и внутренних цилиндрических поверхностей на диаметр (2Zmin) Виды обработки чр Интервал Интервал длин диаметров До 1.5D 1.5D-6D Свыше 6D Вид исходной заготовки пч ч п.т в.т о.в.т Штамповка, прокат Литье До 18 0.7 0.9 0.2 0.1 0.05 0.03 0.01 18…50 0.8 1.2 0.25 0.15 0.06 0.04 0.02 50…120 1.0 1.5 0.3 0.2 0.07 0.05 0.03 120…260 1.2 1.8 0.4 0.2 0.08 0.06 0.04 260…500 1.5 2.3 0.5 0.3 0.1 0.08 0.05 До 18 0.8 1.1 0.2 0.1 0.06 0.04 0.02 18…50 1.0 1.4 0.3 0.2 0.07 0.05 0.03 50…120 1.4 1.8 0.4 0.3 0.08 0.06 0.04 120…260 1.75 2.2 0.5 0.35 0.1 0.07 0.05 260…500 2.2 2.7 0.6 0.4 0.12 0.08 0.06 До 18 0.9 1.3 0.3 0.2 0.07 0.05 0.03 18…50 1.2 1.6 0.4 0.2 0.08 0.06 0.04 50…120 1.6 2.0 0.5 0.3 0.09 0.07 0.05 120…260 2 2.5 0.6 0.4 0.1 0.08 0.06 260…500 2.5 3.0 0.75 0.5 0.12 0.09 0.07 282 Таблица П.3.4 Изменения параметров поверхности после термической обработки (закалки и цементации с закалкой) При обработке плоскостей и торцов Шероховатость Сохраняется Погрешность размера от технологической базы Отклонение плоскостности Отклонение перпендикулярности и параллельности относительно базы – ИСХ + 0.2К1, где К1 = 0.002А + 1, где А – расстояние от базы При обработке наружных цилиндрических поверхностей Шероховатость Сохраняется Точность диаметра ИСХ + 1 квалитет Отклонение соосности относительно центров Отклонение прямолинейности оси Отклонение от цилиндричности ИСХ + 0.02 К, где К = 0.004Г + 1, где Г – наибольший габаритный размер обрабатываемой поверхности Отклонение соосности относительно базы (в патроне, цанге и т.д.) – ИСХ + 0.01К, где К = 0.004Г + 1, где Г – наибольший габаритный размер обрабатываемой поверхности При обработке внутренних цилиндрических поверхностей Шероховатость Сохраняется Точность диаметра ИСХ + 1 квалитет Отклонение соосности относительно базы +/- Сохраняется Отклонение позиционное погрешность координат оси +/- ИСХ + 0.02К2, где К2 = 0.002d + 1, где d – диаметр отверстия Отклонение от параллельности и перпендикулярности относительно базы +/Отклонение от прямолинейности оси и отклонение от цилиндричности ИСХ + 0.02К1, где К1 = 0.02Г + 1 где Г – наибольший габаритный размер отверстия Примечание. Исходный параметр – ИСХ. 283 Таблица П.3.5 Допуски, предельные отклонения, параметр шероховатости Rz, величина дефектного слоя h для прутков из жаропрочных, жаростойких, коррозионностойких и труднодеформируемых сплавов горячекатаные круглого сечения диаметром от 10 до 55 мм и кованные круглого и квадратного сечения от 60 до 200 мм, по ГОСТ 22411 Предельные отклонения, мм Интервалы d, a, мм Горячекатаные Группа точности проката 1 10…14 14…32 32…45 45…55 +1,0 -0.5 +1,5 -1.0 +1.5 -1.5 2 +1.0 -0.5 +1.0 -0.75 +1.5 -1.5 +1.5 -1.75 Кованные 3 +1.0 -0.75 +1.0 -1.0 +1.5 -2.0 +1.5 -2.5 60…75 75…80 80…110 110…120 120…145 145…155 155…170 ±2.5 ±3.0 ±3.5 ±4.5 ±4.5 ±5.0 ±6.0 170…200 ±7.0 Параметр шероховатости Rz, мкм Величина дефектного слоя h, мкм 63…125 50…150 100…160 75…200 125…320 200…400 Примечания. 1. По согласованию с заказчиком прутки могут быть изготовлены с односторонними отклонениями, равными сумме предельных отклонений по абсолютной величине. 2.Для горячекатаных прутков диаметром 10-13 мм предельные отклонения для 1-й группы устанавливаются по соглашению изготовителя с потребителем. 3. Прутки изготовляют длиной:- горячекатаные - от 0.5 до 3 м;- кованые - от 0.5 до 2 м. По требованию потребителя прутки изготовляют большей длины. 4. Овальность (разность между наибольшим и наименьшим диаметром в одном сечении) горячекатаных круглых прутков не должна превышать 0.5 суммы предельных отклонений по диаметру. 284 Таблица П.3.6 Допуски и предельные отклонения, параметр шероховатости Rz, величина дефектного слоя h на стальной горячекатаный прокат круглого сечения по ГОСТ 2590 Интервалы диаметров, мм. Предельные отклонения, мм Точность проката АО11 А21 В21 А1 Б1 В1 5…20 +0.1 -0.3 +0.1 -0.5 +0.3 -0.5 +/0.15 +/0.4 20…25 +0.1 -0.4 +0.2 -0.5 +0.3 -0.5 +/+/0.15 0.20 +/0.5 25…50 +0.1 -0.5 +0.2 -0.7 +0.3 -0.7 +/0.25 +/0.6 50…60 +0.1 -0.7 +0.2 -1.0 +0.4 -1.0 +/0.5 +/1.0 60…80 +0.1 -0.9 +0.3 -1.1 +0.5 -1.1 80…100 +0.3 -1.1 +0.3 -1.3 +0.5 -1.3 100…120 _ +0.4 -1.7 +0.6 -1.7 +/1.5 _ +0.6 -2.0 +0.8 -2.0 +/2.0 _ _ +0.9 -2.5 +/2.5 _ _ +1.2 -3.0 +/4.0 _ _ +2.0 -4.0 +/6.0 120…160 160…210 210…250 250…270 Величина Параметр дефектного шероховато отклонения сти Rz, мкм h, мкм 63…125 100…160 50…150 75…250 +/1.3 125…200 100…300 200…320 200…400 Примечания. 1. Настоящий стандарт распространяется на сортовой стальной горячекатаный прокат круглого сечения (далее - прокат) диаметром от 5 до 270 мм включительно, который применяется во всех отраслях промышленности. Прокат диаметром свыше 270 до 330 мм включительно изготовляют по согласованию изготовителя с потребителем (по согласованной спецификации). Прокат подразделяют: - по точности прокатки: особо высокой - АО1; высокой А1, А2, A3; повышенной - Б1; обычной - В1, В2, В3, В4, В5; - по кривизне на классы: I, II, III, IV. 2.1 По согласованию изготовителя с потребителем (по согласованной спецификации). 3. Площадь поперечного сечения и масса 1 м длины проката вычислены по номинальным размерам. При вычислении массы 1 м длины проката плотность стали 285 принята равной 7.85 г/см . Масса 1 м длины проката и площадь поперечного сечения проката являются справочными величинами. 4. Прокат диаметром свыше 270 до 330 мм включительно изготовляют по согласованию изготовителя с потребителем (по согласованной спецификации). 5. Прокат изготовляют длиной: • от 2 до 12 м включительно - из углеродистой стали обыкновенного качества и низколегированной стали; • от 2 до 6 м включительно - из качественной углеродистой и легированной стали; • от 1 до 6 м включительно - из высоколегированной стали. 6. Овальность проката не должна превышать 75% суммы предельных отклонений по диаметру. 7. Кривизна проката не должна превышать значений, указанных в табл. П.3.7. Таблица П.3.7 Кривизна проката Номинальный диаметр проката , мм Кривизна, % длины, не более, для классов I II До 25 Св. 25 до 80 0.50 0.2 III IV Не регламентирована Не регламентирована 0.40 0.45 Св. 80 до 270 0.5 0.25 По требованию потребителя (по согласованной спецификации). Примечание. Кривизну проката измеряют на участке длиной не менее 1 м на расстоянии не менее 100 мм от конца прутка. Таблица П.3.8 Квалитеты, расположение поля допуска, параметр шероховатости Rz, величина дефектного слоя h для калиброванной холоднотянутой или холоднокатаной стали круглого сечения по ГОСТ 7417 Интервал диаметров, мм Точность наружного диаметра в квалитетах и расположение поля допуска Параметр шероховатости Rz, мкм Величина дефектного слоя h, мкм 3…100 h9…h12 40…80 50…100 286 Таблица П.3.9 Квалитет точности, параметр шероховатости R Ζ , величина дефектного слоя h и другие характеристики для различных способов литья Способ литья В песчаные формы Материал отливки Чугун. Цветные металлы Масса отлив ки, кг 10 - 100 В обо- Чугун. лочкоСталь. Цвет0.1 - 80 вые ные металлы формы ВысоколегироПо ванные выплав- стали. ляемым Жаропрочные моделям сплавы. Цветные металлы Сталь. Чугун. Кокиль- Цветные ное металлы Под давлениием Центробежное ДостиТолТип жимая щина произ- точность сте- водства размеров нок, в квалимм тетах >3 2-4 Ручная формовкаЕ Маш. формов ка- С,М Параметр шерохо- Величина ватости дефектного слоя поверхh, мкм ностей R Ζ ,мкм 16…17 200…600 80…320 15…17 14…17 150…400 С, М 12…15 20…160 100…250 0.01 - 13 > 0.7 С, М 11…14 10…40 63…160 20…80 100…250 10…50 80…150 20…100 100…250 13…15 0.1 - 50 >3 C 12…15 Цинковые. Алюминивые. Магниевые. 0.001-13 0.5 - 6 С, М Медные сплавы Серый чугун. Сталь. 0.1 - 300 > 4 С, М Медные сплавы 9…13 13…15 Примечание. Типы производства: Е – единичное и мелкосерийное; С – среднесерийное; М – крупносерийное и массовое. 287 Таблица П.3.10 Квалитеты точности, параметр шероховатости R Ζ и величина дефектного слоя h для различных способов получения заготовок давлением Тип проМасса, кг изводства Способы получения заготовки Материал Ковка Стали. Легкие спла- 0.5-500 вы Е, С Горячая штамповка на молотах Стали. Цветные металлы 0.1 -2000 С, М 15…17 40…320 Горячая штамповка на механических прессах Стали. Цветные металлы 0.1- 1000 С, М 13…17 20…160 200…400 Горячая штамповка на ГКМ Стали. Цветные металлы 0.5 - 100 С, М 13…17 20…160 Горячая штамповка и калибровка Стали. Цветные металлы 0.3 - 120 М 11…15 10…32 150…300 Штамповка выдавливанием на гидравлических прессах Малопластичные стали. Цветные металлы 0.25 - 80 С 13…17 20…160 40…200 Ротационная и радиальная ковка при: холодном обжатии Многократное волочение 16 и выше RΖ , мкм h, мкм 80…320 400…800 6…8 1.6…8 80…150 11…13 8…25 100…200 11 20…40 С, М горячем обжатии Волочение Квалитет Диаметр Толщина прутка от стенки 5 до150 мм, от 0.05 до трубы – от 15мм 6 до 400 мм 288 С, М 50…100 7…8 1.25..40 Таблица П.3.11 Допуски по ГОСТ 25346 для размеров до 1000 мм Квалитеты Интервал размеров, мм 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Св.3 до 6 Св.6 до 10 Св.10 до 18 Св.18 до 30 Св.30 до 50 Св.50 до 80 Св.80 до 120 Св.120 до 180 Св.180 до 250 Св.250 до 315 Св.315 до 400 Св.400 до 500 Св.500 до 630 Св.630 до 800 Св.800 до 1000 16 17 0,4 0,6 1,0 0,48 0,75 1,2 Значение допусков IT мкм До 3 15 мм 4 6 10 14 25 40 60 0,1 5 8 12 18 30 48 75 0,12 0,18 6 9 15 22 36 58 90 0,15 0,22 0,36 0,58 0,9 1,5 8 11 18 27 43 70 110 0,18 0,27 0,43 0,7 1,1 1,8 9 13 21 33 52 84 130 0,21 0,33 0,52 0,84 1,3 2,1 11 16 25 39 62 100 160 0,25 0,39 0,62 1,0 1,6 2,5 13 19 30 46 74 120 190 0,3 0,46 0,74 1,2 1,9 3,0 15 22 35 54 87 140 220 0,35 0,54 0,87 1,4 2,2 3,5 18 25 40 63 100 160 250 0,4 1,6 2,5 4,0 20 29 46 72 115 185 290 0,46 0,72 1,15 1,85 2,9 4,6 23 32 52 81 130 210 320 0,52 0,81 1,3 2,1 3,2 5,2 25 36 57 89 140 230 360 0,57 0,89 1,4 2,3 3,6 5,7 27 40 63 97 155 250 400 0,63 0,97 1,55 2,5 4,0 6,3 30 44 70 110 175 280 440 0,7 1,1 1,75 2,8 4,4 7,0 35 50 80 125 200 320 500 0,8 1,25 2,0 3,2 5,0 8,0 40 56 90 140 230 360 560 0,9 1,4 2,3 3,6 5,6 9,0 289 0,14 0,25 0,63 0,3 1,0 Таблица П.3.12 Допуски формы, значения параметров шероховатости и припуски для отделочных методов обработки Значения параметров поверхности, мкм Методы обработки рациональные Тфи Rаи Z - 0.80.2 5518 - Хонингование 20- 1.62 0.4 6012 101 Доводка 6-1 0.40.2 205 30.25 Суперфиниширо вание 6-1 0.40.2 Полирование - 0.80.4 Отделочное шлифование возможные Тфп Rап Тфи 0.10.025 Rаи Z Тфп Rап - 1.60.2 10018 - 0.20.025 0.40.1 601 6.30.2 2508 301.00 1.60.012 0.10.05 201 1.60.2 85-5 100.06 0.40.012 10-7 3-0.5 0.10.012 301 320.2 24-7 280.5 0.80.006 2010 0.40.1 - 3.20.2 90-5 - 1.60.012 - Примечание. Тфи, Rаи – значения исходной точности формы и шероховатости поверхности; Тфп, Rап – значения получаемой точности формы и шероховатость поверхности; Z – максимальный припуск. Таблица П.3.13 Удельная кривизна заготовок ∆к в мкм на 1 мкм длины Материал и состояние Диаметр заготовки, мм 5-25 25-50 50-75 1.Прокат калиброванный: 2-й класс точности 3-й » 3а--4-й 5-й » 0,5 0,5 » 1 0,75 0,5 » 2 1 1 » 3 2 1 2 1,3 0,6 Прокат калиброванный после термообработки 290 75-120 120-150 >150 Окончание табл. П3.13 Горячекатаный прокат после правки на прессе 0,15 после термообработки 0,12 0,1 0,08 0,06 2 1,3 0,6 после правки 2 1,5 1 после термообработки 1 0,05 0,3 2.Штампованные заготовки: 0,8 0,7 0,6 0,5 3.Отливки плиты 2-3 корпуса 0,7-1 Примечания. 1. Общая кривизна прутка не должна превышать произведения допускаемой удельной кривизны на длину прутка. 2. Кривизну отрезанной заготовки определяют в зависимости от способа базирования при обработке (см. табл. П.3.22). 3. При термообработке проката т. в. ч. табличные значения принимать с коэффициентом 0,5. 4. Для ступенчатых валов средний диаметр dср = d1 / l1 + d 2 / l 2 ... + ...d n / l n , l где d1, d2, … , dn – диаметры ступеней; l1, l2, … , ln – длины ступеней l – общая длина вала 5. Для стержневых деталей типа рычагов и пластин dср рассчитывают по среднему сечению стержня. Таблица П.3.14 Погрешности штампованных заготовок по эксцентричности ρэксц и короблению ρкор, получаемых на прессах и ГКМ, мм Толщина (высота), длина или ширина штампованных заготовок, мм ≤50 50-120 120-180 180-260 260-360 360-500 По эксцентричности отверстий для группы точности 1 0,5 0,63 0,8 1,0 1,5 2,5 2 0,8 1,4 2,0 2,8 3,2 3,6 291 3 1,0 1,5 2,5 3,5 4,5 5,5 По кривизне (стреле прогиба) и короблению для группы точности 1 2 3 0,25 0,5 0,5 0,25 0,5 0,5 0,32 0,5 0,7 0,32 0,6 0,9 0,4 0,7 1,0 0,5 0,8 1,1 Таблица П.3.15 Погрешности заготовок, штампованных на прессах и ГКМ, по смещению ρсм, мм Масса заготовки, кг ≤0,25 0,25-0,63 0,63-1,6 1,6-2,5 2,5-4,0 4,0-6,3 6,3-10,0 10,0-16,0 16,0-25,0 25,0-40,0 1 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,5 0,6 0,6 0,7 0,7 Для групп точности 2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,3 1,4 1,6 Таблица П.3.16 Удельный увод ∆к и смещение С0 оси отверстий при сверлении Диаметр отверстия, мм 3-6 6-10 10-18 18-30 30-50 Сверление спиральными сверлами ∆к, мкм/мм 2,1 1,7 1,3 0,9 0,7 С0, мкм 10 15 20 25 30 Глубокое сверление ∆к, мкм/мм 1,6 1,3 1,0 0,7 С0, мкм 10 15 20 25 Таблица П.3.17 Элементы допусков по недоштамповке Нед и износу штампов Иш, определяемые по весу штампованных заготовок, мм Масса штампованных поковок, кг ≤0,25 0,25-0,63 0,63-1,60 1,60-2,50 2,50-4,00 6,30-10,00 По недоштамповке для групп точности 1-й 0,40 0,50 0,63 0,80 0,90 1,10 2-й 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 292 3-й 1,0 1,5 2,0 2,5 2,7 3,5 По износу для групп точности 1-й 2-й 3-й 0,20 0,3 0,5 0,25 0,4 0,7 0,32 0,5 1,0 0,40 0,6 1,3 0,45 0,7 1,4 0,55 0,9 1,9 Окончание табл. П3.17 10,00-16,00 16,00-25,00 25,00-40,00 40,00-63,00 63,00-100,00 100,00-125,00 125,00-160,00 160,00-200,00 1,20 1,40 1,60 2,00 2,60 3,00 3,60 4,10 2,0 2,2 2,5 3,0 4,0 4,6 5,4 6,4 3,7 4,0 5,0 6,0 8,0 9,0 11,0 13,0 0,60 0,70 0,80 1,00 1,30 1,50 1,80 2,00 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,5 2,8 3,4 3,7 4,3 4,9 Таблица П.3.18 Элементы допусков Нез не зависящие от износа штампов, определяемые по размерам штампованных поковок, мм олщина (высота), длина или ширина штампованных поковок, мм Для групп точности 2-й ±0,2 ±0,4 ±0,5 ±0,6 ±0,7 ±0,8 ±0,9 ±1,0 ±1,2 ±1,5 ±1,8 ±2,2 ±2,7 1-й ±0,10 ±0,16 ±0,20 ±0,32 ±0,40 ±0,63 ±0,80 ±1,00 ±1,15 ±1,25 ±1,40 ±1,60 ±1,80 ≤ 50 50-120 120-180 180-260 260-360 360-500 500-630 630-800 800-1000 1000-1250 1250-1600 1600-2000 2000-2500 3-й ±0,3 ±0,6 ±0,7 ±0,9 ±1,1 ±1,2 ±1,3 ±1,5 ±1,8 ±2,1 ±2,5 ±3,0 ±3,5 Таблица П.3.19 Погрешность закрепления заготовок εз при установке в радиальном направлении для обработки на станках, мкм Характер. базовой поверхност. 1 Холоднотянутая калиброванная Предварительно обработанная Чисто обработанная 6-10 2 Первичные размеры заготовки, мм 10- 18- 3050- 80- 120- 180- 26018 30 50 80 120 180 260 360 3 4 5 6 7 8 9 10 Установка в зажимной гильзе (цанге) 360500 11 40 50 60 70 80 - - - - - 40 50 60 70 80 - - - - - 20 25 30 35 40 - - - - 293 - Окончание табл. П.3.19 1 Литье: в песч. форму по метал. модели в постоянную форму по выплавляемой модели под давлением Горячая штамповка Горячекат. Предварит. Обработ. Чисто обработан. 2 3 4 5 6 7 8 Установка в трехкулачковом патроне 9 10 11 220 270 320 370 420 500 600 700 800 900 150 175 200 250 300 350 400 450 550 650 50 60 70 80 100 120 140 160 - - 25 220 30 270 35 320 40 370 50 60 420 500 70 600 80 700 800 - 220 50 270 60 320 70 370 80 420 500 100 120 600 140 160 180 200 25 30 35 40 50 70 80 90 100 60 Установка в пневматическом патроне Литье: в песч. форму по метал. модели в постоянную форму по выплавляемой модели под давлением Горячая штамповка 1 Горячекат. Предварит. обработан. Чисто обработан. 180 220 260 320 380 440 500 580 660 760 120 140 170 200 240 280 320 380 440 500 40 50 60 70 80 90 100 120 - - 20 25 30 35 40 45 50 60 - - 180 220 260 320 380 440 500 580 660 - 2 180 3 220 4 260 5 320 6 7 380 440 8 500 9 - 10 - 11 - 40 50 60 70 80 90 100 120 140 160 20 25 30 35 40 45 50 60 70 80 Примечания. 1. При установке на оправку надо учитывать погрешность базирования и принимать погрешность закрепления в зависимости от крепления оправки в гильзе, патроне или зажимном приспособлении. 2. Установка в жестких центрах не дает погрешности закрепления в радиальном направлении. Погрешность закрепления получающаяся при установке в плавающий передний и вращающийся задний центры, не учитывается, так как перекрывается отклонением заготовки под действием силы резания. 294 Таблица П.3.20 Погрешность закрепления заготовок εз при установке в осевом направлении для обработки на станках, мкм Характеристика базовой поверхности 6-10 1 2 Первичные размеры заготовки, мм 1018 3 1830 4 3050 5 5080 6 80120 7 120180 8 180260 9 260360 10 360500 11 Установка в зажимной гильзе (цанге) по упору Холоднотянутая калиброванная Предварительно обработанная Чисто обработанная 40 50 60 70 80 - - - - - 40 50 60 70 80 - - - - - 20 25 30 35 40 - - - - - Установка в трехкулачковом самоцентрирующем патроне Литье: В песчан. форму по металлической модели В постоян. форму По выплавляемой модели Под давлением Горячая штамповка Горячекат. Предварит. обработан. Чисто обработан. 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 50 60 70 80 90 100 110 120 - - 30 70 40 80 50 90 60 100 70 110 80 120 90 130 100 140 150 - 70 50 80 60 90 70 100 80 110 90 120 100 130 110 120 130 140 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Установка в пневматическом патроне Литье: В песчан. форму по металлической модели В постоян. форму По выплавляемой модели Под давлением 55 60 70 80 90 100 110 120 130 140 55 60 65 75 80 90 100 110 120 130 45 50 55 65 75 80 85 90 - - 25 35 45 50 55 65 70 80 - - 295 Окончание табл. 3.20 1 Горячая штамповка Горячекат. Предварит. обработан. Чисто обработан. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 55 60 70 80 90 100 110 120 130 - 55 60 70 80 90 100 110 - - - 40 50 60 70 80 90 90 100 110 120 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100 Примечания. 1. При установке на оправку надо учитывать погрешность базирования и принимать погрешность закрепления в зависимости от крепления оправки в гильзе, патроне или зажимном приспособлении. 2. Установка в центрах не дает погрешности закрепления но дает погрешность базирования в осевом направлении. Таблица П.3.21 Погрешность закрепления заготовок εз при установке на опорные штифты приспособлений, мкм Характер. базовой поверхност. 1 Первичные размеры заготовки, мм 6-10 1018 1830 3050 5080 80120 120180 180260 260360 360500 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Установка в зажимное приспособление с винтовым или с эксцентриковыми зажимами Литьё в песчан. форму по метал. модели в постоян. форму по выплавляемой модели под давлением Горячая штамповка Горячекат. Предвар. обработан. - 100 110 120 135 150 175 200 240 280 55 60 70 80 90 100 110 120 130 140 40 50 60 70 80 90 100 110 - - 30 40 50 60 70 80 90 100 - - - 100 110 120 135 150 175 200 240 - 90 100 110 120 135 150 175 - - - 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 296 Окончание табл. П3.21 Чисто обработан. 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Шлифован. 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Установка в зажимное приспособление с пневматическим зажимом Литьё: в песчан. форму по метал. модели 80 90 100 110 120 140 160 190 220 в постоян. форму 50 55 60 65 70 80 90 100 110 120 по выплавляемой модели 35 40 50 55 60 70 80 90 - - под давлением 25 30 35 40 50 60 70 80 - - Горячая штамповка - 80 90 100 110 120 140 160 190 - Горячекат. 70 80 90 100 110 120 140 - - - Предварит. обработан. 35 40 50 55 60 70 80 90 100 110 Чисто обработан. 25 30 35 40 50 60 70 80 90 100 Шлифован. 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 Примечания. 1. Установка на магнитной плите не дает погрешности закрепления. 2. Поперечный размер заготовки принимать наибольшим в сечении по нормали к обрабатываемой поверхности. 3. Погрешность закрепления дана по нормали к обрабатываемой поверхности. 297 Таблица П.3.22 Величина пространственных отклонений заготовок Тип детали и метод базирования Эскиз Расчётные формулы I. Литые заготовки Корпусные детали по отверстиям с параллельными осями и перпендикулярной к ним плоскости Δ +Δ Δ =Δ +Δ Δ =T Δ =Δ L Δ= 2 2 кор см кор см см кор к То же по плоскости, противоположной обрабатываемой Δ = Δкор Детали – тела вращения, в самоцентрирующих патронах по наружному диаметру с прижимом к торцевой поверхности Δ =Δ =Δ D Δ = Δ +Δ Δ =T Δ =Δ В D кор D см в В К к 2 2 кор см II. Штампованные заготовки Стержневые детали (валы ступенчатые, рычаги и т. п.) с базированием по крайней ступени (по поверхности) Δ +Δ Δ =Δ l Δ= кор 298 2 2 кор см к Продолжение табл. П3.22 Δ +Δ Δ =Δ l Δ= Стержневые детали при обработке в центрах 2 2 кор см кор 2 к L 2 при l = Детали типа дисков с прошиваемым центральным отверстием (шестерни, диски и т. п.) с установкой по наружному диаметру и торцу + Δц Δ = Δ + Δэксц 2 Δ = Δ кор То же при обработке торцевых поверхностей Δ кор = Δк D = Δк 2 R III. Заготовки из сортового проката При консольном закреплении в самоцентрирующих патронах Δ =Δ l к к Δ +Δ Δ =Δ l Δ= При обработке в центрах к 2 2 к ц к при l = 299 L 2 Окончание табл. П3.22 IV. Зацентровка заготовок При установке в самоцентрирующих зажимных устройствах Δ ц = 0,25 мм 2 Δ ц = T + 0,25 2 2 (при α=90°) 2 Δц = При установке в призмах с односторонним прижимом T + 0,25 3 2 (при α=120°) V. Сверление отверстий Детали всех типов, при обработке отверстия в неподвижной детали Δ= 300 C 2 o + (Δ l ) 2 y Таблица П.3.23 Погрешности базирования при различных способах установки Базирование Схема установки Погрешность базирования для размеров По центровым отверстиям: на жёсткий передний центр ε D = 0; ε D = 0; ε α = 0; ε b = 0; ε =Δ . На плавающий передний центр ε D = 0; ε D = 0; ε α = 0; ε b = 0; ε C = 0. 1 2 w C 1 По внешней поверхности: в зажимной цанге по упору εD 2 = 0; ε L = 0. ε D = 0; ε = 0; ε α = 0; ε b = 0; d В самоцентрирующем патроне с упором торцом (при параллельном подрезании торцев) 301 Продолжение табл. П.3.23 В самоцентрирующих призмах ε В призме при обработке отверстий по кондуктору εC На плоской поверхности при обработке отверстия по кондуктору εC d εC = 0; T = D 2 sin = T 2 = 0 * *. α * *. 2 * *. ⎞ ⎛ ⎟ ⎜ 1 D⎜ ε n 2 ⎜ α − 1⎟⎟ ; ⎟ ⎜ sin 2 ⎠ ⎝ ⎛ ⎞ ⎜ 1 ⎟ TD⎜ = + 1 ε h 2 ⎜ α ⎟⎟ ; ⎜ sin ⎟ 2 ⎝ ⎠ =T В призме при обработке плоскости или паза εm 302 = T D 2 sin α 2 * *. Продолжение табл. П.3.23 То же εb = 0. ε C = T2 ; ε m То же = 0. D εD =S 1 min +T В + T; SD = S +T +T ε h = S +T + T; 2 А ; В min 1 По отверстию: На жёсткой оправке со свободной посадкой В min При установке оправки на плавающий передний центр, в гильзу или патрон по упору ε = 0; εb α = 0. При установке оправки на жёсткий передний центр ε b = 0; ε = Δ ; ε D = 0; ε D = 0; ε = 0; ε = T ; ε α = 0. На разжимной оправке: на жёсткой оправке с натягом * ц C 1 h 303 2 b а Окончание табл. П.3.23 εh = S По двум отверстиям на пальцах: при обработке верхней поверхности 1 + T В + T А ;* * * min ε h = (S 2 min +T В +T)× ⎛2 +l⎞ × ⎜ l1 ⎟. ⎜ l ⎟ ⎝ ⎠ εb =T ; ε ε = 0. По плоскости: при обработке уступа а C 304 R = T; Приложение 4. Данные для определения нормы основного времени Таблица П.4.1 Формулы для укрупненного расчета основного времени Переход Расчетная формула 1 2 Разрезание металла Разрезание дисковой пилой 0,011·L Разрезание ножовкой 0,0877·L Отрезание резцом 0,000393·D2 Подрезание торца (за один проход) Черновое подрезание торца (кольца) 0,0000224·(D2-d2) Чистовое подрезание торца (кольца) 0,000011·(D2-d2) Черновое подрезание торца (сплошного круга) 0,0000224·(D2) Чистовое подрезание торца (сплошного круга) 0,000011·(D2) Обработка цилиндрических поверхностей Точение наружных поверхностей D 20-100 мм одной ступени за один проход Точение черновое 0,000075·D·L Точение чистовое 0,000175·D·L Шлифование наружное круглое с продольной подачей Шлифование предварительное 0,00012·D·L Шлифование чистовое 0,000184·D·L Шлифование тонкое 0,000327·D·L Шлифование наружное бесцентровое с продольной подачей Шлифование предварительное 0,00422·L Шлифование чистовое 0,00693·L Шлифование наружное круглое врезное Шлифование грубое 0,00362·D Шлифование чистовое 0,0068·D Шлифование тонкое 0,0079·D Обработка внутренних цилиндрических поверхностей Сверление отверстий диаметром до 20 мм 0,00056·D·L Рассверливание отверстий диаметром 20 - 70 мм 0,000423·D·L Зенкерование 0,00021·D·L Развертывание черновое 0,00436·D·L Развертывание чистовое 0,000876·D·L Растачивание черновое 0,000134·D·L Растачивание чистовое 0,00018·D·L Шлифование внутреннее Шлифование предварительное 0,000146·D·L Шлифование чистовое 0,000583·D·L Протягивание внутренних поверхностей Протягивание рядовое 0,000286·L Протягивание чистовое 0,0005·L Протягивание упрочняющими многозубыми протяж-ками 0,0004·L 305 Продолжение табл. П.4.1 1 2 Прошивание чистовое 0,00033·L Прошивание тонкое 0,0005·L Отделочная обработка внутренних поверхностей Калибрование после растачивания (дорном и т. п.) 0,0005·L Полирование 0,00016·FΣ Хонингование среднее 0,126·h Хонингование тонкое 0,121·h Суперфиниширование 0,0238·D Суперфиниширование двукратное 0,051·D Механическая притирка деталей из незакаленной стали 0,00024·FΣ Механическая притирка деталей из закаленной стали 0,000225·FΣ Обработка плоских поверхностей Фрезерование торцевой фрезой Фрезерование черновое 0,0059·L Фрезерование чистовое 0,00482·L Фрезерование тонкое 0,00286·L Фрезерование цилиндрической фрезой Фрезерование черновое 0,00666·L Фрезерование чистовое 0,00352·L Фрезерование тонкое 0,00166·L Подрезание бобышек торцевым зенкером 0,0007·D·L Строгание или долбление Строгание черновое 0,0000434·B·L Строгание чистовое 0,0000034·B·L Шлифование плоское торцом круга (стол с возвратно-поступатльным движением) Шлифование предварительное 0,0015·L Шлифование чистовое 0,0013·L Шлифование тонкое 0,0015·L Протягивание наружных плоских поверхностей Протягивание рядовое 0,000286·L Протягивание чистовое 0,0005·L Доводка плоских поверхностей Полирование (B·L=FΣ) B·L от 30·30 до 200·200 0,00016·FΣ Механическая притирка деталей из незакаленной стали 0,00024·FΣ Механическая притирка деталей из закаленной стали 0,000225·FΣ Обработка винтовых поверхностей Нарезание резьбы метчиком, плашкой и винторезной не- 0,000319·D·L раскрывающейся головкой Нарезание резьбы самораскрывающейся резьбонарезной 0,00011·D·L головкой Фрезерование резьб многониточной фрезой (наружные 0,033·D резьбы) Накатывание резьб роликами и плашкой 0,032·D 306 Окончание табл. П.4.1 1 2 Нарезание резьбы резцом черновое (однозаходная резьба) 0,000278·D·L Нарезание резьбы резцом чистовое (однозаходная резьба) 0,000091·D·L Шлифование резьбы чистовое (однозаходная резьба) 0,0046·D·L Обработка эвольвентных поверхностей Обработка зубьев цилиндрических зубчатых колёс (m=1…10 мм) Долбление зубьев черновое (за один обкат) B·m·(0,0035+ z·0,00071) Долбление зубьев чистовое B·m·(0,0324+ + z·0,00084) Фрезерование черновое (вертикальная подача) 0,00488·B·z Фрезерование чистовое (вертикальная подача) 0,00943·B·z Шевингование чистовое 0,001·B·z Шлифование коническим кругом по методу обката (0,027·L+0,4)·z Обработка торцов зубьев концевой фрезой Закругление зубьев 0,0384·z Фрезерование зубьев червячных колёс (m=1…6 мм) Фрезерование черновое (фреза однозаходная) 0,0346·D Фрезерование чистовое (фреза однозаходная) 0,0212·D· Зубострогание прямозубых конических колёс (m=1…10 мм) Предварительное нарезание z·(0,00668·L+0,05) Зубострогание чистовое 0,2·z Зубострогание тонкое 0,25·z Нарезание криволинейных конических колёс зуборезными головками (m=1…10 мм) Черновое нарезание 0,36·z Чистовое нарезание 0,32·z Обработка шлицевых поверхностей Фрезерование черновое 0,0047·L·z Фрезерование чистовое 0,0087·L·z Шлифование дна впадин шлицев 0,00104·L·z Примечание. B – ширина заготовки, мм; D, d – диаметр заготовки , мм; L – дли -на заготовки, ступени, длина хода, протяжки, мм; H – припуск на обработку, мм FΣ – суммарная площадь обрабатываемой поверхности, мм2; z – число зубьев зубчатого колеса, шлицевого вала, мм; m – модуль зубчатого колеса, мм. Нормы вспомогательного времени Таблица П.4.2 Вспомогательное время на установку и снятие заготовки вручную, мин (патроны самоцентрирующие) Способ установки и креМасса заготовки (кг) до пления заготовки 0,25 0,5 1 3 5 8 1 2 3 4 5 6 7 В бесключевом патроне 0,05 0,06 0,06 0,08 0,1 0,13 В самоцентрирующем патроне с креплением: невматическим зажимом 0,06 0,07 0,08 0,1 0,12 0,15 Ключом 0,15 0,17 0,23 0,27 0,3 307 12 8 - 20 9 - 0,18 0,4 0,22 0,5 Окончание табл. П.4.2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Подвести и отвести центр задней бабки, закрепить и открепить пиноль рукояткой: Пневматически 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 Рычагом 0,03 0,04 0,04 0,04 0,05 Маховичком 0,04 0,05 0,06 0,06 0,07 Таблица П.4.3 Вспомогательное время на установку и снятие прутка в цанговом патроне, мин Способ установки и крепления прутка Диаметр прутка (мм) до 10 20 30 40 50 100 Взять пруток и поставить в трубу 0,2 0,24 0,3 0,44 0,6 0,9 Заправить пруток в патрон, установить в размер на подрезку, проверить регулировку зажима и закрепить: пневматическим зажимом 0,11 0,18 0,28 0,38 0,47 0,52 рукояткой рычага 0,12 0,2 0,3 0,4 0,5 0,55 Разжать патрон для освобождения остатка прутка: пневматическим зажимом 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 рукояткой рычага 0,025 0,028 0,031 0,036 0,04 0,045 Вынуть остаток прутка из патрона и отложить 0,015 0,018 0,021 0,025 0,03 0,035 Таблица П.4.4 Вспомогательное время на установку заготовки в центрах и снятие её вручную, мин Способ привода центра задней бабки и крепления пиноли Масса заготовки (оправка с заготовкой), кг 0,5 1 3 5 8 12 20 Рукояткой пневматического па- 0,06 0,07 0,08 0,1 0,13 0,16 0,21 трона Отводной пружиной рукояткой с 0,07 0,08 0,1 0,12 0,15 0,18 0,23 креплением пиноли рукояткой Закрыть, открыть, закрепить и от0,087 0,099 0,111 0,124 крепить крышку люнета закрытого типа Примечание. Содержание работы: взять заготовку (оправку с заготовками), установить в центрах, закрепить центром задней бабки; отвести центр задней бабки, снять заготовку (оправку с заготовками) и отложить. 308 Таблица П.4.5 Вспомогательное время на установку и снятие одной заготовки на магнитном столе, мин Количество одновременно устанавливаемых заготовок 1 1 3 5 10 15 20 и более 0,05 0,1 2 0,017 0,014 0,011 0,01 3 0,019 0,016 0,013 0,012 Масса заготовки (кг) до 0,5 1 3 4 0,023 0,02 0,016 - 5 0,049 0,04 0,028 - 6 0,057 0,051 - 5 8 12 7 0,067 - 8 0,078 - 9 0,09 - Примечание. Содержание работы: взять заготовку, установить; снять заготовку, отложить, очистить плиту от стружки. Таблица П.4.6 Вспомогательное время на установку и снятие одной заготовки на опорный нож при бесцентровом шлифовании, мин Количество одновременно устанавливаемых заготовок 0,05 0,1 0,5 1 3 5 8 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 (напроход) - - 0,028 0,033 0,044 0,05 - - 1 (до упора) - - 0,049 0,058 0,078 0,091 0,101 0,114 Масса заготовки (кг) до Примечание. Содержание работы: установить заготовку на опорный нож при работе напроход или установить заготовку на опорный нож, подвести и отвести круг, снять заготовку с опорного ножа при работе врезанием. Таблица П.4.7 Вспомогательное время на установку и снятие заготовки, мин (различные приспособления) Способ установки и крепления заготовки 0,25 0,5 1 3 5 8 12 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,06 0,07 0,08 0,11 0,13 0,16 0,19 0,24 Пневмозажимом Масса заготовки (кг) до 309 Окончание табл. П.4.7 1 2 3 4 5 6 Установка в цанговом патроне Рукояткой рычага 0,07 0,08 0,09 0,12 0,14 На гладкой оправке 0,06 0,08 0,08 0,12 0,15 без крепления На гладкой оправке с креплением гайкой с быстросъем- 0,11 0,13 0,15 0,2 0,26 ной шайбой На резьбовой 0,1 0,12 0,13 0,19 0,25 оправке Установка детали по зубу долбяка, 0,04 фрезы с подводом 0,04 0,04 0,04 0,05 инструмента к заготовке Установка на оправке каждой по0,06 0,06 0,06 0,07 0,09 следующей заготовки свыше одной Установить и снять быстросъемную 0,036 0,036 0,036 0,036 0,036 шайбу Установка в тисках с креплением пневмозажимом 0,06 0,07 0,07 0,08 0,10 эксцентриковым 0,06 0,08 0,09 0,10 зажимом Установка в тисках каждой последую0,03 0,04 0,05 0,06 щей заготовки свыше одной 7 8 9 0,17 0,2 0,25 0,20 - - 0,32 0,39 0,47 - - - 0,05 0,06 0,06 0,11 - - 0,036 0,036 0,036 0,11 0,14 0,17 0,12 0,15 0,17 - - - Таблица П.4.8 Вспомогательное время на установку заготовок вручную в специальных приспособлениях и на их снятие, мин Установочные плосМасса заготовки (кг) до кости, элементы приспособления 0,25 0,05 1 3 5 8 12 20 и его тип 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Установка на горизонтальную плоскость или призму в приспособлении Открытом - первая 0,034 0,038 0,043 0,053 0,063 0,078 0,1 0,13 заготовка 310 Продолжение табл. П.4.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 То же каждая после0,024 0,027 0,03 0,037 0,05 0,062 0,08 0,104 дующая заготовка В закрытом приспо0,037 0,042 0,047 0,058 0,069 0,086 0,11 0,143 соблении Установка на горизонтальную плоскость с упором или призму, расположенную вертикально в приспособлении Открытом – первая 0,037 0,042 0,047 0,058 0,069 0,086 0,11 0,142 заготовка То же каждая после0,026 0,029 0,033 0,041 0,055 0,069 0,088 0,114 дующая заготовка Закрытом 0,041 0,046 0,052 0,064 0,076 0,095 0,121 0,156 Установка на горизонтальную плоскость и палец гладкий или вертикальную плоскость с упором в приспособлении Открытом – первая 0,041 0,046 0,051 0,063 0,075 0,095 0,119 0,154 заготовка То же каждая после0,029 0,032 0,036 0,044 0,06 0,076 0,095 0,123 дующая заготовка Закрытом 0,045 0,051 0,056 0,069 0,083 0,105 0,131 0,169 Установка в отверстие или гнездо в горизонтальной плоскости; на палец гладкий и вертикальную плоскость в приспособлении: Открытом – первая 0,044 0,049 0,055 0,068 0,082 0,102 0,129 0,168 заготовка То же каждая после0,031 0,034 0,039 0,048 0,066 0,082 0,103 0,134 дующая заготовка Закрытом 0,048 0,054 0,061 0,075 0,09 0,112 Установка на горизонтальную плоскость и два пальца или отверстие на вертикальную плоскость в приспособлении Открытом – первая 0,048 0,054 0,06 0,075 0,089 0,112 0,0141 0,152 заготовка То же – каждая по0,113 0,122 следующая заготов- 0,034 0,038 0,042 0,053 0,071 0,09 ка Закрытом 0,053 0,059 0,066 0,083 0,098 0,123 0,155 0,167 Установка на палец шлицевый в горизонтальной плоскости или на два пальца и вертикальную плоскость в приспособлении Открытом – первая 0,053 0,059 0,066 0,082 0,098 0,121 0,158 0,197 заготовка То же каждая после0,037 0,041 0,046 0,057 0,078 0,097 0,126 0,157 дующая заготовка Закрытом 0,058 0,065 0,073 0,9 0,108 0,133 0,174 0,217 311 Окончание табл. П.4.8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Установка по горизонтальному пазу или на палец шлицевый в вертикальной плоскости в приспособлении Открытом – первая 0,037 0,042 0,047 0,058 0,069 0,086 0,11 0,142 заготовка То же каждая после0,026 0,029 0,033 0,041 0,055 0,069 0,088 0,114 дующая заготовка Закрытом 0,041 0,046 0,052 0,064 0,076 0,095 Установка на призму и палец горизонтально в открытом приспособлении Первая заготовка 0,045 0,051 0,056 0,069 0,083 0,105 0,131 0,169 Каждая последую0,032 0,036 0,039 0,048 0,066 0,084 0,105 0,135 щая заготовка Установка на призму и в паз горизонтально в открытом приспособлении Первая заготовка 0,041 0,046 0,052 0,064 0,076 0,095 0,121 0,156 Каждая последую0,029 0,032 0,036 0,045 0,061 0,076 0,101 0,125 щая заготовка Таблица П.4.9 Вспомогательное время на закрепление и открепление заготовки в специальных приспособлениях, мин Способ крепления 1 КоличеМасса заготовки (кг) ство заДо 1 Св.1 до Св. 5 Св12 жимов 5 до 12 до 20 2 3 4 5 6 Крепление в приспособлениях Свыше 20 7 Рукояткой Пневматического зажима и гидравлического 1 0,024 0,024 0,024 0,024 0,024 Эксцентрикового зажима 1 0,03 0,034 0,036 - - То же 2 - 0,054 0,061 0,065 0,082 Винтовым зажимом, маховичком, звездочкой 1 0,034 0,042 0,055 0,068 0,128 то же 2 0,06 0,076 0,097 0,12 0,196 Гаечным или винтовым зажимом с помощью гаечного ключа 1 0,094 0,11 0,135 0,16 0,2 То же 2 0,153 0,18 0,22 0,026 0,32 То же 3 - 0,24 0,29 0,35 0,42 То же 4 - 0,3 0,39 0,44 0,55 312 Окончание табл. П.4.9 1 2 3 4 5 Гаечным зажимом с быстросъемной шайбой 1 0,085 0,1 0,12 при помощи гаечного ключа Рукояткой пневматического зажима и винто2 0,052 0,06 0,071 вым зажимом Рукояткой эксцентрикового зажима и винто2 0,058 0,068 0,082 вым зажимом Крепление откидной или скользящей планкой Рукояткой пневматиче1 0,034 0,042 0,046 ского зажима Рукояткой эксцентрико1 0,04 0,052 0,058 вого зажима Винтовым зажимом 1 0,044 0,06 0,077 вручную Гаечным или винтовым зажимом с помощью га1 0,104 0,123 0,157 ечного ключа Рукояткой пневматического зажима и винто2 0,062 0,078 0,093 вым зажимом 6 7 0,135 0,17 0,083 0,137 0,095 0,154 0,05 0,06 0,064 0,079 0,094 0,163 0,186 0,235 0,109 0,172 Таблица П.4.10 Вспомогательное время на приёмы управления станками Содержание приёма управления 1 Разные станки Включить или выключить станок или его узлы Кнопкой Рычагом Повернуть резцовую головку на следующую позицию Повернуть револьверную головку на следующую позицию Установить и снять инструмент в быстросъёмном патроне При диаметре инструмента до 15 мм То же до 25 мм То же до 30 мм То же свыше 30 мм Поставить кондукторную втулку и снять При внутреннем диаметре втулки до 20 мм То же до 40 мм То же свыше 40 мм 313 Время, мин 2 0,01 0,02 0,04 0,015 0,035 0,04 0,06 0,08 0,05 0,06 0,07 Продолжение табл. П.4.10 1 Подвести инструмент при снятии одной фаски То же, при снятии каждой последующей фаски Свести плашки резьбонарезной головки рычагом Разжать бруски хонинговальной головки Вручную Гидравлической подачей Сжать бруски хонинговальной головки Вручную Гидравлической подачей Закрепить или открепить каретку Повернуть стол с рабочей позиции на загрузочную Подвести или отвести инструмент к заготовке при обработке Резец Револьверную головку Сверло, развёртку, метчик, зенкер, плашки Фрезу к детали в вертикальном направлении Фрезу к детали в горизонтальном направлении Деталь к фрезе в поперечном направлении Деталь к фрезе в продольном направлении Шлифовальный круг к детали до появления искры: В вертикальном направлении В поперечном или продольном направлении Заготовку у шлифовальному кругу подъёмом стола до появления искры Подвести или отвести инструмент к заготовке при обработке Хонинговальную головку Державку с брусками суперфинишной головки: Вручную С механической подачей Долбяк: В вертикальном направлении В горизонтальном направление Заготовки к шеверу Шлифовальный круг для торцевого шлифования Зубострогальные станки Включить или выключить движение ползунов и подачу Кнопкой Рычагом Отвести заготовку от резцов перемещением каретки Закрепить или открепить каретку Болторезные станки Включить или выключить вращение шпинделя Включить или выключить продольную подачу 314 2 0,016 0,01 0,02 0,03 0,02 0,025 0,015 0,02 0,05 0,025 0,02 0,01 0,04 0,04 0,04 0,03 0,04 0,02 0,04 0,01 0,06 0,04 0,06 0,06 0,04 0,025 0,01 0,02 0,04 0,02 0,01 0,01 Окончание табл. П.4.10 Переключить направление вращения шпинделя Подвести и направить заготовку в плашки Отвести каретку на исходное положение на длину До 100 мм Свыше 100 мм Протяжные станки для внутреннего и наружного шлифования Включить движение ползуна (рабочий или холостой ход) Ножной педалью Кнопкой Рычагом Установить протяжку в зажимной патрон Диаметр протяжки до 20 мм То же до 40 мм То же до 80 мм Закрепить протяжку в зажимном патроне рукояткой Открепить протяжку рукояткой патрона Очистить протяжку от стружки. Диаметр протяжки до 40 мм То же до 80 мм То же свыше 80 мм Подвести или отвести стол Зубошлифовальные станки Включить или выключить вращение шлифовального круга Включить или выключить подачу обкатки и возвратнопоступательное движение каретки Включить счётчик продолжительности обкатки Установить глубину шлифования и равномерность снятия припуска для первого прохода Подвести шлифовальный круг и установить на размер для последующего прохода Отвести шлифовальный круг от заготовки Шлицешлифовальные станки Включить станок Включить или выключить вращение шлифовального круга То же движение стола То же вертикальную подачу круга То же подачу делительного механизма Подвести шлифовальный круг к заготовке в вертикальном направлении и установить на размер до появления искры Отвести шлифовальный круг от заготовки в вертикальном направлении Переместить стол в продольном направлении (подвод или отвод) на длину до 100 мм То же до 200 мм 315 0,01 0,015 0,015 0,025 0,015 0,01 0,02 0,06 0,08 0,11 0,015 0,015 0,03 0,05 0,07 0,04 0,01 0,01 0,01 0,5 0,05 0,035 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,04 0,035 0,035 0,5 Таблица П.4.11 Вспомогательное время на приёмы управления станком, связанные с перемещением рабочих органов станков, мин Тип станка Содержание приёма 1 2 Длина перемещения (мм) до 50 100 200 300 400 500 3 4 5 6 7 8 Токарноцентровой операционный и токарномногорезцовой Наибольший диаметр обработки 400 мм - 0,04 0,06 0,09 0,11 0,14 То же 600 мм - 0,05 0,08 0,11 0,13 0,16 Расточные Переместить шпиндель в исходное положение 0,03 0,05 0,09 0,12 0,15 0,18 Переместить каретку суппорта в продольном направлении - 0,05 0,08 0,09 - - Переместить суппорт в поперечном направлении 0,05 0,08 - - - - Переместить револьверную головку - 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 Переместить шпиндель в вертикальном направлении - 0,01 0,015 0,02 0,03 - Револьверный с вертикальной осью вращения головки Сверлильный Горизонтальнои вертикальнофрезерные Переместить каретку суппорта в продольном направлении Переместить стол в продольном или поперечном направлении при длине стола 750 мм - 0,04 0,07 0,11 0,13 0,16 1250 мм - 0,05 0,09 0,14 0,16 0,19 1800 мм - 0,06 0,11 0,15 0,18 0,21 Переместить фрезерную головку в горизонтальном направлении Зубофрезерный Шлицефрезерный Наибольший модуль 12 мм 0,1 0,19 0,36 - - - Свыше 12 мм 0,15 0,28 0,52 - - - Переместить фрезерную головку в вертикальном направлении Наибольший модуль 12 мм 0,1 0,18 0,34 - - - Свыше 12 мм 0,15 0,27 0,50 - - - - 0,06 0,1 0,14 0,18 0,26 Переместить фрезерную головку в продольном направлении 316 Таблица П.4.12 Вспомогательное время на измерение калибрами Измерительный инструмент Точность измерения, квалитет 7 Калибр – пробка гладкая двусторонняя (полный промер) 8, 9, 10 11, 12, 13 7 Калибр – пробка плоская 8, 9, 10 11, 12, 13 7 Калибр – пробка шлицевая 8, 9, 10 Калибр – вкладыш шлицевый Измеряемый размер (мм) до 25 50 75 25 50 75 25 50 75 75 100 125 75 100 125 75 100 125 25 50 72 25 50 75 25 50 75 Время, мин 0,11 0,13 0,15 0,09 0,11 0,12 0,06 0,07 0,08 0,22 0,24 0,25 0,17 0,19 0,2 0,096 0,11 0,12 0,1 0,14 0,16 0,09 0,12 0,14 0,05 0,06 0,07 Таблица П.4.13 Вспомогательное время на измерение шлицевыми калибрами – кольцами, мин Измерительный инструмент Калибр – кольцо шлицевое Калибр – кольцо шлицевое Точность измерения, квалитет 7 8, 9, 10 Измеряемый размер (мм) до 50 25 50 75 25 50 75 0,15 0,2 0,23 0,13 0,17 00,2 317 Измеряемая длина 100 200 300 0,18 023 0,27 0,14 0,2 0,23 0,21 0,27 0,16 0,23 - 0,23 0,34 0,18 0,24 - Таблица П.4.14 Вспомогательное время на измерение скобами Измерительный инструмент Точность измерения, квалитет Измеряемый размер (мм) до 1 2 Квалитет 3 Скоба двусторонняя предельная (полный промер) 6, 7 8, 9 6, 7 Скоба односторонняя предельная 8, 9 10…12 Длина измеряемой поверхности (мм) до 50 100 250 4 5 6 50 100 50 100 50 100 50 100 50 100 0,09 0,11 0,07 0,09 0,07 0,08 0,06 0,07 0,03 0,04 0,11 0,13 0,09 0,11 0,08 0,1 0,07 0,09 0,04 0,05 0,15 0,18 0,13 0,15 0,1 0,14 0,1 0,13 0,06 0,07 50 100 50 100 50 100 50 100 200 0,08 0,09 0,07 0,08 0,03 0,04 0,07 0,09 0,12 0,09 0,11 0,08 0,1 0,04 0,06 0,08 0,11 0,13 0,12 0,15 0,11 0,14 0,07 0,08 0,12 0,14 0,17 Степень точности 6, 7 Скоба резьбовая 8, 9 10 Скоба индикаторная 0,01 мм Таблица П.4.15 Вспомогательное время на измерение резьбы с точностью 6…8g и 6…7Н пробками и кольцами резьбовыми, мин Измеряемый размер (мм) до D S 1 2 10 20 0,5 1 1,5 1 1,5 2 2,5 Длина измеряемой резьбы (мм) до 5 3 0,21 0,12 0,08 0,13 0,09 0,08 0,07 10 15 20 30 40 4 5 6 7 8 Измерение резьбовой пробкой 0,39 0,54 0,72 0,21 0,3 0,39 0,54 0,15 0,21 0,27 0,39 0,22 0,31 0,4 0,59 0,16 0,22 0,29 0,41 0,54 0,13 0,17 0,22 0,31 0,41 0,1 0,14 0,19 0,26 0,33 318 50 9 60 10 80 11 0,63 0,5 0,4 - - 1 40 60 10 20 40 60 2 1 1,5 2 2,5 1 1,5 2 3 3 0,14 0,11 0,09 0,08 0,15 0,12 0,1 - 0,5 1 1,5 1 1,5 2 2,5 1 1,5 2 2,5 3 1 1,5 2 3 0,15 0,09 0,06 0,09 0,07 0,05 0,04 0,1 0,07 0,07 0,05 0,11 0,08 0,07 - 4 5 6 7 8 0,24 0,34 0,44 0,63 0,81 0,18 0,24 0,31 0,44 0,59 0,14 0,19 0,24 0,34 0,44 0,13 0,16 0,2 0,28 0,36 0,27 0,38 0,5 0,72 0,9 0,2 0,27 0,35 0,5 0,63 0,15 0,22 0,27 0,38 0,5 0,12 0,15 0,19 0,27 0,35 Измерение резьбовым кольцом 0,28 0,41 0,54 0,15 0,22 0,28 0,41 0,54 00,1 0,15 0,2 0,28 0,38 0,16 0,23 0,3 0,45 0,59 0,12 0,16 0,21 0,3 0,39 0,1 0,13 0,16 0,23 0,3 0,07 0,1 0,13 0,19 0,26 0,18 0,25 0,32 0,5 0,63 0,13 0,18 0,23 0,32 0,44 0,1 0,13 0,18 0,25 0,32 0,09 0,12 0,15 0,21 0,27 0,07 0,1 0,13 0,18 0,23 0,2 0,30 0,38 0,54 0,72 0,15 0,2 0,26 0,38 0,5 0,13 0,16 0,22 0,29 0,38 0,08 0,12 0,15 0,2 0,26 Окончание табл. П.4.15 9 10 11 1,04 0,72 0,54 0,44 1,13 0,72 0,9 0,59 0,72 0,4 0,5 0,68 0,54 0,72 0,48 0,37 0,3 0,77 0,54 0,41 0,32 0,27 0,59 0,45 0,32 0,59 0,45 0,36 0,63 0,5 0,39 0,32 0,72 0,59 0,38 0,59 0,45 0,63 0,5 0,43 0,72 0,5 Примечание. При измерении резьбы более высокой степени точности время по таблице применять с коэффициентом 1,2. Таблица П.4.16 Вспомогательное время на измерения шаблонами, мин Измерительный инструмент Шаблон линейный односторонний Шаблон линейный двусторонний Шаблон линейный простого профиля Шаблон линейный сложного профиля Точность измерения, мм Измеряемый размер (мм) до 300 500 750 0,06 0,07 0,08 0,2…0,5 100 0,04 До 0,2 0,07 0,09 0,11 0,13 0,14 0,2…0,5 До 0,2 0,15…0,25 0,06 0,08 0,07 0,07 0,11 0,08 0,09 0,14 0,1 0,1 0,15 - 0,11 0,17 - До 0,15 0,09 0,12 0,15 - - 0,15…0,25 0,09 0,11 0,13 - - До 0,15 0,17 0,21 0,22 - - 319 1000 0,08 Таблица П.4.17 Вспомогательное время на проверку некруглости (овальности) индикатором часового типа Контролируемый размер (мм) до 50 100 200 300 400 Время, мин 0,05 0,055 0,061 0,065 0,068 Таблица П.4.18 Вспомогательное время на контрольные промеры универсальным инструментом с установкой его на размер в процессе измерения, мин Измерительный инструмент Точность измерения Штангенглубинометр 0,02…0,05 мм Штангенциркуль До 0,1 мм Микрометр 6…7 квалитет Нутромер индикаторный 6…7 квалитет Угломер универсальный Свыше 5' До 5' Измеряемый размер (мм) до 50 100 200 400 100 200 50 100 200 Измеряемая длина (мм) до 50 100 200 300 500 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,12 0,13 0,16 0,22 0,22 0,27 0,17 0,19 0,22 0,2 0,23 0,15 0,16 0,17 0,22 0,27 0,2 0,22 0,26 0,23 0,26 0,18 0,19 0,21 0,23 0,28 0,23 0,24 0,27 0,24 0,35 0,2 0,22 0,23 0,28 0,29 0,26 0,27 0,29 0,27 0,36 0,24 0,24 0,25 0,33 0,33 0,33 0,38 Нормы времени на техническое обслуживание Таблица П.4.19 Техническое обслуживание рабочего места. Время на смену режущего инструмента tсм , мин Размер инструмента – диаметр или квадрат (мм) до Режущий Способ закрепления инструмент инструмента 20 30 50 Св. 50 10×10 15×15 25×25 35×25 Токарно – операционные, многорезцовочные, токарные многошпиндельные полуавтоматы, расточные и револьверные станки 1 1,3 1,5 1,7 Резцы проходные, Резцедержатель свыше 0,2 1,7 2 2,5 3 подрезные рассуппорта точные до 0,2 2,5 3,3 4 5,8 Точность установки, мм 320 Окончание табл. П.4.19 Резцы отрезные, канавочные, фасонные Резцы фасонные В гнездо головки свыше 0,2 до 0,2 свыше 0,2 до 0,2 В резцедержатель суппорта В гнездо головки В резцедержатель суппорта 2 0,8 1,3 1,7 1,2 1,5 2 3,5 2,5 1,1 1,5 2 1,5 2 3 5 1,2 2 2,3 2,5 4 6 1,3 2 2,3 3 5 7 Свёрла, зенкеры, 2,5 3,5 развёртки, метчи- В гнездо головки 0,4 0,5 0,6 0,7 ки Сверлильные одношпиндельные, многошпиндельные полуавтоматы и автоматы В конус 0,3 0,35 0,4 0,5 шпинделя Свёрла, зенкеры, В конус шпинде0,5 0,55 0,6 0,65 развёртки, зенля с переходной ковки, метчики втулкой В кулачковый 0,5 0,6 патрон Комбинированные свёрла, зенкеры, 0,8 1 развёртки Таблица П.4.20 Техническое обслуживание рабочего места. Время на смену режущего инструмента на одношпиндельных, многошпиндельных и автоматах tсм , мин Фрезы 1 Торцовые Концевые Набор фрез с оправкой Цилиндрические Дисковые пазовые отрезные Количество фрез в наладке 2 1 2 3 4 1 2 50 80 100 160 200 320 400 500 3 1,5 2,5 3,5 4,5 1,8 2,7 4 1,9 3,2 4,5 5,8 2 3 5 2,2 3,7 5,2 6,7 - 6 2,8 4,8 6,7 8,6 - 7 3,1 5,3 7,5 9,7 - 8 4 6,8 9,6 12,4 - 9 4,5 7,6 10,7 13,8 - 10 5 8,5 12 15,5 - - 3 3 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 - 1 2 3 4 1 2 3 2 2,5 3 3,5 2 2,6 3,8 2,8 3,3 3,8 4,3 3 3,6 4,8 3,6 4,1 4,6 5,1 4 4,6 5,8 4,4 4,9 5,4 5,9 5 5,6 6,8 5,2 6 6,6 7,8 7 7,6 8,8 - - Диаметры фрез (мм) до 321 Таблица П.4.21 Техническое обслуживание рабочего места при шлифовании. Время на одну правку шлифовального круга tсм, мин Правка 1 С установкой правящего инструмента на станке Без установки правящего инструмента на станке Ширина Правящий Поверхность круга или инструмент правки радиус (мм) до 2 3 4 Круглошлифовальные станки Алмаз, алмазно40 металлический каПериферия 60 рандаш, твёрдокруга сплавные диски и 82 ролики до 10 Шлифовальный Торец 40 круг, гофрирован- Периферия 60 ные шарошки круга 80 до 10 Алмаз, алмазноТорец 40 металлический каПериферия 60 рандаш, твёрдокруга сплавные диски и 80 ролики Торец до 10 Шероховатость поверхности Ra (мкм) до 0,63 0,32 5 6 1,8 2 2 2,3 2,3 2,6 1,5 1,6 1,8 2,1 1,3 1,4 1,6 1,8 1,1 1,6 1,9 2,2 2,5 1,5 1,6 1,9 2,2 1,2 Внутришлифовальные станки (диаметр круга до 150 мм) до 10 0,9 30 1 Периферия Без устакруга 40 1,1 новки пра60 1,2 вящего индо 20 1,2 струмента 30 1,4 Твёрдосплавные Периферия на станке диски и ролики круга 40 1,5 60 1,8 Плоскошлифовальные станки, работающие периферией круга Алмаз, алмазнодо 20 1,2 С установметаллический 40 1,4 Периферия кой правякарандаш, твёрдокруга 60 1,7 щего инстсплавные ролики, до 10 1,3 румента на шлифовальный станке Торец свыше 10 1,1 круг, шарошки Бесцентрошлифовальные станки С установ60 1,9 кой правя100 2,6 Алмаз, алмазнощего инстПериферия 150 2,9 металлический румента на круга карандаш 200 4,2 станке Алмаз, алмазнометаллический карандаш 322 1 1,1 1,2 1,3 1,3 1,5 1,7 2,1 1,4 1,6 1,9 1,4 1,2 2,2 3 4 4,8 Окончание табл. П.4.21 С установкой правящего инструмента на станке Твёрдосплавные ролики Периферия круга Металлические диски, шарошки Периферия круга 60 100 150 200 60 100 150 200 1,6 2,1 2,7 3,3 1,4 1,8 2,3 2,8 1,9 2,6 3,3 4 - Таблица П.4.22 Затраты времени на техническое обслуживание рабочего места в процентах от основного То Наименование станков Ттех, % Плоскошлифовальные станки, работающие торцом круга Черновое шлифование поверхностей 3…5 Чистовое шлифование поверхностей 2…3 Хонинговальные 4 Суперфинишные 4 Зубошлифовальные 6 Шлицешлифовальные 6,5 Зубофрезерные 2,5 Зубодолбёжные 2,5 Зубошевинговальные 2 Зубозакругляющие 2 Зубострогальные для прямозубых конических колёс 2,5 Зубострогальные для конических колёс с криволинейным зубом 2 Резьбофрезерные 2 Гайконарезные 2 Резьбонакатные полуавтоматы 2 Болтонарезные 2 Протяжные 2 Центровальные 1,5 323 Нормы времени на организационное обслуживание Таблица П.4.23 Затраты времени на организационное обслуживание рабочего места Торг в процентах П от оперативного Топ Станки 1 Токарно-центровые Токарные многорезцовые Токарные многошпиндельные полуавтоматы Резьботокарные полуавтоматы для коротких резьб Револьверные Расточные Вертикально-сверлильные Вертикально-сверлильные многошпиндельные Горизонтально- и вертикально-фрезерные Фрезерные полуавтоматы карусельного типа Фрезерные полуавтоматы барабанного типа Шлицефрезерные Шпоночно-фрезерные вертикальные Круглошлифовальные Внутришлифовальные Плоскошлифовальные с круглым столом Плоскошлифовальные с прямоугольным столом Бесцентровошлифовальные Хонинговальные Станки для суперфиниша Зубошлифовальные Шлицешлифовальные Зубофрезерные Основные размеры или модели станков 2 3 300 Наибольший диаметр изделия над 400 станиной станка 600 Размерные характеристики станков, мм 1262 1283 Условия работы с охла- без охждени- лаждеем ния 4 5 1,3 1 1,5 1,2 1,7 1,4 1,7 1,4 2,4 2,1 3,1 2,9 1,3 1 1,3 1,7 1 1 1,4 0,8 2,4 1,4 Диаметр стола до 1000 2000 Диаметр стола до Диаметр стола до 324 900 1000 1000 2000 2,4 3,0 2,1 2,8 2,4 2,1 2,1 1,7 1,4 1,2 1,7 2 1,8 2 1,8 2 2,2 2,0 2 1,8 1,8 1,8 1,3 1,7 1,5 1,8 1,5 1,8 1,5 1,4 Окончание табл. П.4.23 1 Зубодолбёжные, работающие круглыми долбяками и режущей рейкой Зубошевинговальные Зубозакругляющие Зубострогальные Зубострогальные для конических колёс с криволинейным зубом Резьбофрезерные Протяжные для внутреннего протягивания Протяжные для наружного протягивания Центровальные 2 3 4 5 1,8 1,4 1,6 1,6 1,8 - 1,3 - 1,3 1 1,5 - 2,0 - - 1,0 Нормы времени на отдых и личные потребности Таблица П.4.24 Нормативы времени на отдых и личные потребности в в процентах П от оперативного Топ Наименование станка Т отд, % Токарные 5….6 Вертикально- и горизонтально-сверлильные (работа с механической подачей) Наибольший диаметр сверления до 12 мм 5,5 То же до 50 мм 6 То же до 75 мм 6,5 Горизонтально-, вертикально- и универсально-фрезерные (работа с механической подачей) 6…9 Резьбофрезерные 7…9 Зубофрезерные 8 Шлицефрезерные 7,6 Зубодолбёжные 7,7 Шевинговальные 7,2 Зубострогальные 8 Зубострогальные для конических колёс с криволинейными зубьями 8 Зубозакругляющие 8 Горизонтально- и вертикально-протяжные 7…8 Шлицешлифовальные 12 Хонинговальные 10 Суперфинишные 10 Круглошлифовальные и внутришлифовальные 4…6 Бесцентровые круглошлифовальные 5…7 Плоскошлифовальные 4 325 Нормы подготовительно-заключительного времени Таблица П.4.25 Нормативы подготовительно-заключительного времени при работе на токарных станках, мин Количество режущего Время, мин инструмента На наладку станка, инструмента и приспособлений 2 6 В центрах 4 8 6 10 2 7 В патроне самоцентрирующем, цанговом 4 9 или пневматическом 6 11 2 9 В патроне самоцентрирующем, с поджати4 11 ем центра задней бабки 6 12 2 11 На планшайбе с угольником или в центри4 12 рующем приспособлении 6 16 2 6 На шпиндельной оправке (концевой ко4 8 нусной, разжимной или резьбовой) 6 10 На дополнительные приёмы Способ установки детали или наименование приёмов Установка упора Установка копира Установка резца на многорезцовой державке на сопряженный размер Установка люнета с регулировкой Поворот суппорта на угол для обтачивания конуса Смещение задней бабки для обтачивания конуса Установка подачи по ходовому винту для нарезания резьбы: рычагом коробки передач перестановкой зубчатых колёс гитары Получение инструмента и приспособления до начала и сдача после окончания обработки 326 1 4 2 2 1 2 1 3 7…10 Таблица П.4.26 Нормативы подготовительно-заключительного времени при работе на радиально - и вертикально-сверлильных станках, мин Способ установки детали или наименоваКоличество режущего ние приёмов инструмента 1 2 На наладку станка и установку приспособлений 1…5 На столе без крепления 6…10 свыше 10 1…5 На столе с креплением двумя болтами с 6…10 планками свыше 10 1…5 В приспособлении или тисках при уста6…10 новке вручную и без их крепления свыше 10 1…5 В приспособлении или тисках при уста6…10 новке вручную с креплением приспособления четырьмя болтами свыше 10 1…5 Сбоку стола или на весу с креплением бол6…10 тами с планками свыше 10 На дополнительные приёмы Установка дополнительного стола Поворот стола на угол Установка многошпиндельной головки Установка одного упора Установка каждого дополнительно болта На получение инструмента и приспособле1…5 ний до начала и сдачу после окончания обсвыше 5 работки Время, мин 3 4 5 7 5 7 8 6 7 9 9 10 12 13 15 17 3 2 20 1 0,6 5 7 Таблица П.4.27 Нормативы подготовительно-заключительного времени для различных станков Горизонтально и вертикально фрезерных 1 На наладку станка и установку приспособлений На столе с креплением болтами и планками В тисках или патроне с креплением их четырьмя болтами В центрах или в патроне с делительной головкой: в делительном приспособлении с креплением его четырьмя болтами В специальном приспособлении, устанавливаемом вручную и закрепляемом четырьмя болтами 327 2 Время, мин 12 14 17 14 Продолжение табл. П.4.27 1 На упаковку фрез Установка фрез 1…2 шт. 3…4 шт. 5…6 шт. 2 2 4 6 На дополнительные приёмы Установка двух стоек, придерживающих хобот Установка шестерён на нарезки спиралей Установка круглого стола Установка копира Поворот шпинделя бабки на угол Поворот стола на угол Установка упора Установка домкрата или распорки Получение инструмента и приспособлений до начала и сдачу после обработки партии деталей Зубофрезерных Способ установки детали и наименование дополнительных приёмов На наладку станка и установку приспособлений На оправке или переходной втулке с креплением в конусе стола гайкой В центрах Установка детали на оправке с подставкой и на подставках На дополнительные приёмы Настройка стакана на нарезание зубчатых колёс с наклонным зубом на стаканах: с дифференциалом без дифференциала Настройка стакана на нарезание зубчатых колёс червячной фрезой методом протягивания или поперечной подачи Смена оправки фрезы Смена фрезерной головки Шлицефрезерных Способ установки заготовки и наименование дополнительных приёмов На наладку станка и установку приспособлений В центрах или цанговом патроне с центром На дополнительные приёмы Установка и снятие люнета Смена оправки фрезы Шевинговальных На наладку станка и установку приспособлений В центрах на оправке 328 2 3 6 7 2 1 2 2 7 Время, мин 15 21 40 4 3 3 2 6 Время, мин 20 4 4 13 Продолжение табл. П.4.27 1 На дополнительные приёмы Смена шевера Поворот бабки на угол 2 2 2,5 Зубодолбёжных Способ установки детали и наименование дополнительных приёмов На наладку станка и установку приспособлений На оправке В приспособлении На дополнительные приёмы Смена направляющих букс Смена копира Регулировка длины хода долбяка Зубозакругляющих Способ установки заготовки На наладку станка и установку приспособлений На оправке В центрах Круглошлифовальные Способ установки заготовки В центрах, в центрах на оправке В самоцентрирующем патроне В самоцентрирующем патроне и люнете В четырёхкулачковом патроне и люнете Внутришлифовальных Время, мин 18 20 5 4 6 Время, мин 12,5 11 Время, мин 7 10 12 14 Время, мин Способ установки заготовки В самоцентрирующем или цанговом патроне В четырёхкулачковом патроне В специальном приспособлении для зубчатых колёс В специальном приспособлении Устанавливаемом вручную То же, подъёмником Бесцентровых шлифовальных Способ установки Метод шлифования заготовки Шлифование на проход Со сменой направляющего ножа На направБез смены направляющего ножа ляющем ноже Шлифование врезанием с продольным упором Со сменой направляющего ножа 329 7 15 16 8 13 Время, мин 17 11 20 Окончание табл. 4.27 На направляющем ноже 1 Без смены направляющего ножа Дополнительное время на каждый проход свыше одного Плоско - шлифовальных Способ установки заготовки Плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом На магнитном поле На столе станка с креплением болтами и планками Плоскошлифовальные станки с круглым столом На магнитном поле В приспособлении или в самоцентрирующем патроне, устанавливаемом на магнитном столе без крепления В специальном приспособлении, установленном на столе станка с креплением болтами и планками Дополнительное время на установку и снятие магнитной плиты Суперфинишных Для всех случаев обработки и установки Хонинговальных Для всех условий установки и обработки 330 2 13 7 Время, мин 3 6 4 6 7,5 3,5 10 5 Приложение 5. Формы записи содержания переходов и формы технологических документов для станков с ЧПУ Таблица П. 5.1 Примеры полной и сокращенной записи содержания переходов обработки резанием Эскиз Запись перехода полная Точить (шлифовать, притереть, полировать и т.п.) поверхность, выдерживая размеры 1и2 Эскиз Запись перехода сокращенная Точить (шлифовать, притереть, полировать и т.п.) поверхность 1 Точить (шлифовать, довести, полировать и т.п.) канавку, выдерживая размеры 13 Точить (шлифовать, довести, полировать и т.п.) канавку 1 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) выточку, выдерживая размеры 1-4 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) выточку 1 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) фаску, выдерживая размер 1 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) фаску 1 Точить (шлифовать, притереть и т.п.) конус, выдерживая размеры 1и2 Точить (шлифовать, притереть и т.п.) конус 1 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) сферу, выдерживая размер 1 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) сферу 1 331 Продолжение табл. П5.1 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) криволинейную поверхность, выдерживая размеры 1-6 Точить (шлифовать, полировать и т.п.) криволинейную поверхность 1 Нарезать (фрезеровать, накатать, шлифовать и т.п.) резьбу, выдерживая размеры 1 и 2 Нарезать (фрезеровать, накатать и т.п.) резьбу 1 Накатать рифление, выдерживая размеры 1 и 2 Накатать рифление 1 Центровать торец, выдерживая размеры 1-4 Центровать торец 1 Сверлить (зенкеровать, развернуть и т.п.) отверстие, выдерживая размеры 1 и 2 Сверлить (рассверлить, зенкеровать и т.п.) отверстие, выдерживая размеры 1 и 2 Расточить (зенкеровать, шлифовать и т.п.) отверстие, выдерживая размеры 1 и 2 332 Сверлить (зенкеровать, развернуть и т.п.) отверстие 1 Сверлить (рассверлить, зенкеровать и т.п.) отверстие 1 Расточить (зенкеровать, шлифовать и т.п.) отверстие 1 Продолжение табл. П5.1 . Расточить (зенкеровать, развернуть и т.п.) коническое отверстие, выдерживая размеры 13 Расточить (зенкеровать, развернуть и т.п.) отверстие 1 Расточить канавку, выдерживая размеры 1-3 Расточить канавку 1 Расточить (полировать, довести и т.п.) выточку, выдерживая размеры 1-3 Зенковать (шлифовать, полировать и т.п.) фаску, выдерживая размер 1 Расточить (зенковать, шлифовать, полировать и т.п.) галтель, выдерживая размер 1 Расточить (шлифовать, полировать и т.п.) сферу, выдерживая размер 1 Нарезать (шлифовать, довести и т.п.) резьбу, выдерживая размер 1 Расточить (полировать, довести и т.п.) выточку 1 Зенковать (шлифовать, полировать и т.п.) фаску 1 Расточить (зенковать, шлифовать, полировать и т.п.) галтель 1 Расточить (шлифовать, полировать и т.п.) сферу 1 Нарезать (шлифовать, довести и т.п.) резьбу 1 Отрезать деталь (заготовку), выдерживая размер 1 Отрезать деталь (заготовку) 1 Отрезать 2 заготовки, выдерживая размер 1 Отрезать 2 заготовки 1 333 Продолжение табл. 5.1 Врезаться в поверхность (надрезать деталь), выдерживая размеры 1-3 Подрезать (шлифовать, полировать и т.п.) торец, выдерживая размер 1 Подрезать (шлифовать, полировать и т.п.) торец буртика, выдерживая размер 1 Подрезать (шлифовать, полировать и т.п.) дно отверстия, выдерживая размер 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) поверхность, выдерживая размер 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) фаску, выдерживая размеры 1 и 2 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) уступ, выдерживая размеры 1 и 2 Фрезеровать (строгать, шлифовать, протянуть и т.п.) галтель, выдерживая размер 1 Фрезеровать (строгать, протянуть, шлифовать и т.п.) паз, выдерживая размеры 1-3 334 Врезаться в поверхность 1 (надрезать деталь по поверхности 1) Подрезать (шлифовать, полировать и т.п.) торец 1 Подрезать (шлифовать, полировать и т.п.) торец буртика 1 Подрезать (шлифовать, полировать и т.п.) дно отверстия 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) поверхность 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) фаску 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) уступ 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать, протянуть и т.п.) галтель 1 Фрезеровать (строгать, протянуть, шлифовать и т.п.) паз 1 Продолжение табл. П5.1 Фрезеровать шпоночный паз, выдерживая размеры 1-4 Фрезеровать шпоночный паз 1 Долбить (протянуть) шпоночный паз, выдерживая размеры 1 и 2 Долбить (протянуть) шпоночный паз 1 Фрезеровать (протянуть) паз, выдерживая размеры 1-4 Фрезеровать (протянуть) паз 1 Фрезеровать (протянуть) шлиц, выдерживая размеры 1 и 2 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) лыску, выдерживая размер 1 Фрезеровать паз по разметке, выдерживая размеры 1-4 Долбить (протянуть) шестигранник, выдерживая размер 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) шестигранник, выдерживая размер 1 Фрезеровать (шлифовать, полировать и т.п.) поверхности, выдерживая размеры 1-3 335 Фрезеровать (протянуть) шлиц 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) лыску 1 Фрезеровать паз 1 по разметке Долбить (протянуть) шестигранник 1 Фрезеровать (строгать, шлифовать и т.п.) шестигранник 1 Фрезеровать (шлифовать, полировать и т.п.) поверхности 1 и 2 Окончание табл. П5.1 Прошить (долбить, протянуть и т.п.) отверстие, выдерживая размеры 1и2 Фрезеровать (шлифовать, полировать и т.п.) боковые поверхности шлицев, выдерживая размер 1 Фрезеровать (шлифовать, полировать и т.п.) поверхности впадин, выдерживая размеры 1-3 Прошить (долбить, протянуть и т.п.) отверстие 1 Фрезеровать (шлифовать, полировать и т.п.) поверхность шлицев 1 Фрезеровать (шлифовать, полировать и т.п.) поверхность 1 Долбить (протянуть) шлицы, выдерживая размеры 1-3 Долбить (протянуть) шлицы 1 Нарезать (фрезеровать, шлифовать и т.п.) червяк, выдерживая размеры 1-4 Нарезать (фрезеровать, шлифовать и т.п.) червяк 1 Фрезеровать (долбить, строгать, протянуть, закруглить, шевинговать, притереть, обкатать, зачистить и т.п.) зубья, выдерживая размеры 1-4 Фрезеровать (долбить, строгать, протянуть, закруглить, шевинговать, притереть, обкатать, зачистить и т.п.) зубья 1 336 Таблица П.5.2 Карта заказа на разработку управляющей программы (первый или заглавный лист) 337 Таблица 5.3 Карта заказа на разработку управляющей программы (оборотная сторона) 338 Таблица П.5.4 Пример заполнения карты заказа на разработку управляющей программы 339 Таблица П. 5.5 Ведомость обрабатываемых деталей на станке с ЧПУ (первый или заглавный лист) 340 Таблица П.5.6 Ведомость обрабатываемых деталей на станке с ЧПУ (последующие листы) 341 Таблица П.5.7 Пример заполнения ведомости обрабатываемых деталей 342 Таблица П.5.8 Карта наладки инструмента (первый или заглавный лист) 343 Таблица П.5.9 Карта наладки инструмента (последующие листы) 344 Таблица П.5.10 Пример заполнения карты наладки инструмента 345 Таблица П.5.11 Пример технологического эскиза для разработки управляющей программы 346 Таблица П.5.12 Карта кодирования информации (первый или заглавный лист) 347 Таблица П.5.13 Карта кодирования информации (последующие листы) 348 Таблица П.5.14 Пример заполнения карты кодирования информации 349 Приложение 6. Стандарты ЕСТД и ЕСКД Таблица П.6.1 Состав комплекса стандартов единой системы технологической документации № п/п 1 2 3 Номер ГОСТ Наименование стандарта 6 ГОСТ 3.1001-2011 ЕСТД. Общие положения ГОСТ 3.1102-2011 ЕСТД. Стадии разработки и виды документов ГОСТ 3.1103-2011 ЕСТД. Основные надписи ЕСТД. Формы и правила оформления документов общего ГОСТ 3.1105-2011 назначения ЕСТД. Опоры, зажимы и установочные устройства. ГрафиГОСТ 3.1107-81 ческие изображения ГОСТ 3.1109-82 ЕСТД. Термины и определения основных понятий 7 ГОСТ 3.1116-2011 ЕСТД. Нормоконтроль 8 ГОСТ 3.1118-82 9 ГОСТ 3.1119-83 10 ГОСТ 3.1120-83 11 ГОСТ 3.1121-84 12 ГОСТ 3.1122-84 (вместо 3.1105; 3.1106; 3.1110; 3.1112) 4 5 13 ГОСТ 3.1123-84 14 ГОСТ 3.1125-88 15 ГОСТ 3.1126-88 16 ГОСТ 3.1127-93 17 ГОСТ 3.1128-93 18 ГОСТ 3.1129-93 19 20 ГОСТ 3.1130-93 ГОСТ 3.1201-85 ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт ЕСТД. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на единичные технологические процессы ЕСТД. Общие правила отражения и оформления требований безопасности труда в технологической документации ЕСТД. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на типовые и групповые технологические процессы (операции) ЕСТД. Формы и правила оформления документов специального назначения. Ведомости технологические ЕСТД. Формы и правила оформления технологических документов, применяемых при нормировании расхода материалов ЕСТД. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок ЕСТД. Правила выполнения графических документов на поковки ЕСТД. Общие правила выполнения текстовых технологических документов ЕСТД. Общие правила выполнения графических технологических документов ЕСТД. Общие правила записи технологической информации в технологических документах на технологические процессы и операции ЕСТД. Общие требования к формам и бланкам документов ЕСТД. Система обозначения технологических документов 350 Окончание табл. П.6.1 ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы литья ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы раскроя материалов ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции ковки и штамповки ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием ЕСТД. Формы и требования к заполнению и оформлению документов на технологические процессы термической обработки. ЕСТД. Формы и требования к заполнению и оформлению документов на технологические процессы (операции), специализированные по методам сборки ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технологические процессы получения покрытий ЕСТД. Формы и требования к заполнению и оформлению 21 ГОСТ 3.1401-85 22 ГОСТ 3.1402-85 23 ГОСТ 3.1403-85 24 ГОСТ 3.1404-86 25 ГОСТ 3.1405-85 26 ГОСТ 3.1407-86 27 ГОСТ 3.1408-85 28 ГОСТ 3.1409-86 29 ГОСТ 3.1412-87 30 ГОСТ 3.1502-85 31 ГОСТ 3.1507-84 32 ГОСТ 3.1603-91 33 ГОСТ 3.1701-79 34 ГОСТ 3.1702-79 35 ГОСТ 3.1703-79 36 ГОСТ 3.1704-81 37 ГОСТ 3.1705-81 38 ГОСТ 3.1706-83 39 ГОСТ 3.1707-84 документов на технологические процессы (операции) изготовления изделий из пластмасс и резины ЕСТД. Требования к оформлению документов на технологические процессы изготовления изделий методом порошковой металлургии ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технический контроль ЕСТД. Правила оформления документов на испытания ЕСТД. Правила оформления документов на технологические процессы (операции) сбора и сдачи технологических отходов ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Холодная штамповка ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Обработка резанием ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Слесарные, слесарно-сборочные работы ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Пайка и лужение ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Сварка ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Ковка и горячая штамповка ЕСТД. Правила записи операций и переходов. Литье 40 ГОСТ 3.1901-74 (взамен ГОСТ 3.1501-71) ЕСТД. Нормативно-техническая информация общего назначения, включаемая в формы технологических документов 351 Таблица П.6.2 Перечень стандартов ЕСКД, требования которых распространяются на технологическую документацию Обозначение стандарта ГОСТ 2.004-88 ГОСТ 2.051 -2013 ГОСТ 2.052-2015 ГОСТ 2.053-2013 ГОСТ 2.501 -2013 ГОСТ 2.502-2013 ГОСТ 2.503-2013 Наименование стандарта Единая система конструкторской документации. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода компьютеров Единая система конструкторской документации. Электронные документы. Общие положения Единая система конструкторской документации. Электронная модель изделия. Общие положения Единая система конструкторской документации. Электронная структура изделия. Общие положения Единая система конструкторской документации. Правила учета и хранения Единая система конструкторской документации. Правила дублирования Единая система конструкторской документации. Правила внесения изменений 352 Пахомов Дмитрий Святославович Куликова Елена Анатольевна Чуваков Александр Борисович ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ МАШИН Редактор Н.Н. Максимова Технический редактор Т.П. Новикова Компьютерная верстка авторов Подписано в печать 10.09.2018. Формат 60×841/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 22,25. Тираж 100 экз. Заказ Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева. Типография НГТУ. Адрес университета и полиграфического предприятия: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24.