Установление типа производства

PAGE 5

ТМ Лекция № 5 Страница

Лекция № 5

8. Установление типа производства

Тип производства и соответствующая ему форма организации работы определяют характер ТП и его построение. Поэтому прежде чем приступить к проектированию ТП механической обработки деталей, необходимо исходя из заданной производственной программы (с учетом запасных частей) и характера подлежащих обработке деталей, установить тип производства (единичное, серийное, массовое) и соответствующую ему организационную форму выполнения ТП.

Знание типа производства используют для принятия следующих предварительных решений: о степени детализации проектирования ТП, о структуре операций, о видах оборудования и оснастки, о методах обеспечения точности и т.д.

Согласно ГОСТ, основной характеристикой типа производства является коэффициент kз.о. закрепления операций, равный отношению всех различных технологических детале-операций, выполненных или подлежащих выполнению в течении месяца в каком-либо подразделении механического цеха, к числу рабочих мест. Для массового производства принимают kз.о.=1, для крупносерийного производства 1<kз.о.10, для серийного производства10<kз.о.20, для мелкосерийного производства 20<kз.о.40.

В проектных условиях можно полагать, что kз.о. определяет число операций такой же трудоемкости, как и рассматриваемая, которые можно было бы закрепить за одним рабочим местом для его полной загрузки в течении месяца. Тогда коэффициент закрепления операций определяется выражением

где tв – такт выпуска;

Тшт.ср. – штучное время на операцию (ориентировочное)

мин/шт,

где F – номинальный годовой фонд времени при односменной работе, (F=2070ч)

m – принятое число смен в сутки,

– коэффициент использования оборудования, =0,90,98.

N – годовая программа выпуска деталей с учетом запасных частей.

Ориентировочное штучное время для главных операций проектируемого ТП проще всего определить по деталям-аналогам, ТП изготовления которых уже спроектированы и внедрены. В случае отсутствия такой информации можно для предварительных расчетов в курсовом проектировании применять Тшт.ср.=45 мин. Для серийного производства рассчитывается величина партии деталей. Количество деталей в партии можно определить упрощенно по следующей формуле

, где

n – количество деталей в партии;

i – число дней, на которое необходимо иметь запас деталей на складе;

Ф – число рабочих дней в году.

9. Выбор исходной заготовки и методов ее изготовления

Методы изготовления заготовок деталей машин определяются технологическими свойствами их материала, формой, габаритами, типом производства и категорией ответственности детали.

В действующем производстве учитываются возможности заготовительных цехов и плановые сроки подготовки производства (проектирование и изготовление технологической оснастки). Кроме того, принимаются во внимание прогрессивные тенденции развития технологии машиностроения, в соответствии с которыми рекомендуется переносить большую часть процесса формообразования детали на заготовительную стадию и тем самым снижать расход материала и долю затрат на механическую обработку. В большинстве случаев производительность заготовительных процессов на порядок выше производительности процессов механической обработки.

По мере усложнения конфигурации заготовки и повышения ее точности усложняется и удорожается технологическая оснастка и возрастает себестоимость заготовки. Но при этом снижается трудоемкость и себестоимость последующей механической обработки.

Класс методов изготовления заготовки определяется конфигурацей детали и ее материалом. Всего в машиностроении используется пять классов методов изготовления заготовок: 1) отделение (отрезание, вырезание) от сортового проката (прутки, листы и т.д.); 2) обработка давлением; 3) литье; 4) порошковая металлургия; 5) комбинированные методы (штампосварные и литосварные заготовки) в которых сварка служит для соединения отдельных частей заготовки, предварительно изготовленных литьем, штамповкой или отделением от проката.

Для отделения заготовок от проката может использоваться один из следующих способов: 1) газовая резка из листового проката толщиной до 100 – 200 мм; 2) резка на пресс-ножницах с прямыми и фасонными ножами; 3) резка на гильотинных ножницах; 4) резка на дисковых ножницах.

Отделение заготовок от круглого проката может осуществляться на механических и гидравлических прессах, на дисковых или ленточных пилах, на приводных ножовках, на фрезерно-отрезных, токарно-отрезных, абразивно-отрезных станках и установках.

Заготовки из круглого проката применяются в основном в мелкосерийном производстве или в тех случаях, когда разность в диаметрах ступеней детали мала.

Обработка заготовок давлением реализуется путем ковки, штамповки и других способов. Ковкой получают заготовки относительно простой формы со значительными припусками. Штамповка в открытых штампах позволяет получать заготовки, форма которых существенно приближается к форме детали.

При штамповке в закрытых штампах получают более точные заготовки и расходуют меньше материала, чем в открытых, но закрытые штампы несколько ограничивают форму заготовки.

Прогрессивным методом является штамповка на ГКМ.

Среди отливок до 80% по массе занимают заготовки изготовленные литьем в песчаные формы. По конфигурации отливки делятся на пять групп сложности. В 80% случаях вид заготовки определяется материалом детали. Затем учитывают вид и конфигурацию детали.

Для ответственных деталей используют заготовки, полученные горячей штамповкой. Если по условиям производства можно применять и литье и штамповку, то следует учитывать, что трудоемкость обработки литых заготовок в среднем на 15 – 30% ниже штампованных.

10. Разработка вариантов технологического маршрута

обработки типовых поверхностей

Промежуточное или окончательное состояние типовой поверхности достигается в результате выполнения технологических переходов. Изменение состояния поверхности от исходного до конечного, как правило осуществляется за несколько технологических переходов, по мере выполнения которых постепенно повышается качество поверхности (точность размера и формы, точность положения, качество поверхностного слоя и т.д.). Каждое изменение состояния поверхности может осуществляться разными способами и на различном оборудовании.

Каждый способ (переход) характеризуется не только параметрами состояния поверхности, которые образуются после его реализации (выходом), но и параметрами состояния поверхности на "входе", т.е. на заготовке. Кроме того, характеристикой выхода является удельная производительность способа (либо затраты основного времени).

Синтез маршрута обработки типовых поверхностей можно осуществлять одним из двух методов, различающихся объемом использования локальных типовых решений.

В первом – методе последовательных уточнений, в качестве локального типового решения используется типовой переход. Во втором – методе типовых маршрутов, в качестве локального типового решения принимаются типовые планы (маршруты) обработки типовых поверхностей.

Для реализации первого метода необходим массив локальных типовых решений, оформленный в виде таблицы, которая содержит необходимую для принятия решения информацию (справочники …).

Метод типовых маршрутов можно также использовать при наличии соответствующего массива, оформленного в виде таблиц, в которых в зависимости от конечного состояния типовой поверхности и материала задаются маршруты ее обработки.

При выборе маршрутов обработки типовых поверхностей детали следуют не только стремиться к минимизации затрат времени на каждый маршрут, но и обеспечить возможность выполнения всех переходов, необходимых для обработки заготовки с использованием минимального ассортимента оборудования, приспособлений и инструмента.

Например, у корпусной детали имеется группа плоских поверхностей, обработка которых наружным протягиванием будет самой производительной. Но другую группу плоских поверхностей обработать протягиванием невозможно, и поэтому выбирают вариант маршрута обработки фрезерованием. В таком случае имеет смысл и для первой группы поверхностей предусмотреть такой же маршрут.

При формировании вариантов маршрута следует помнить, что нарушение монотонного повышения точности по мере последовательного выполнения его переходов происходит при термической обработке, которая выполняется в середине маршрута. Это особенно важно для заготовок небольшой жесткости.

Кроме того, если заготовка подвергается частичной цементации, а рассматриваемая поверхность защищается от закалки припуском большей толщины, чем глубина цементации, то химико-термическая обработка делится на две операции: цементацию и закалку, между которыми необходимо предусмотреть переход для удаления этого припуска.

Заданные точность и качество типовых поверхностей, размеры, масса и форма детали дают возможность определить необходимые методы окончательной обработки этих поверхностей (справочник техн.-маш. т 1 с.9), что предопределяет выбор средств технологического оснащения (СТО). Каждому методу окончательной обработки предшествуют промежуточные методы и соответствующие СТО. При этом исходят из того, что каждый последующий метод должен быть точнее предыдущего.

При проектировании ТП пользуются составленными на основе опытных данных таблицами средних величин экономической точности различных методов обработки.

При установлении последовательности операций следует руководствоваться такими соображениями:

1. В первую очередь надо обрабатывать поверхности детали, которые являются базами для дальнейшей обработки.
2. Затем следует обрабатывать поверхности, с которых снимается наиболее толстый слой металла, т.к. при этом легче обнаруживаются внутренние дефекты заготовки (раковины, включения, трещины и т.п.).
3. Операции, где существует вероятность брака из-за дефектов в материале или сложности механической обработки, должны выполняться в начале процесса.
4. Далее последовательность операций устанавливается в зависимости от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверхность, тем позднее она должна обрабатываться, т.к. обработка каждой последующей поверхности может вызвать искажение ранее обработанной, это происходит из-за того, что происходит перераспределение внутренних напряжений при снятии каждого слоя.
5. Поверхности, которые должны быть наиболее точными и гладкими, должны обрабатываться последними, этим уменьшается возможность их повреждения.
6. Совмещение черновой и чистовой обработки на одном и том же станке может привести к снижению точности обработанной поверхности вследствие влияния значительных сил резания и сил зажатия при черновой обработке и большого износа деталей станка.

Установление типа производства