Виды технологических документов

Согласно ГОСТ 3.1102 - 81 технологическая документация включает документы общего и специального назначения.

К документам общего назначения относятся: титульный лист (ТЛ), карта эскизов (КЭ) и технологическая инструкция (ТИ).

В состав документации специального назначения входит 26 документов. Основными их них являются: маршрутная карта (МК), карта технологического процесса (КТП) и операционная карта (ОК).

В курсовом и дипломном проектировании используются ТЛ, КЭ, МК, КТП и ОК. Рассмотрим бланки и образцы заполнения этих документов.

Титульный лист (ТЛ) технологического процесса оформляется по ГОСТ 3.1105 - 84 (форма 2). Бланк формы и пример заполнения ее на предприятии представлен на рис.17.1. Поля бланка заполняются следующим образом:

1- наименование министерства, ведомства, объединения и организации, в которое входит предприятие – разработчик

2- в левой части – должность и подпись лица согласовавшего документ от заказчика; в правой - должность и подпись лица утвердившего документ от разработчика

3- наименование документа

4- в левой части – должность и подпись подчиненного лица подтвердившего согласование документа от заказчика; в правой - должность и подпись починенного лица ответственного за разработку документа от разработчика

5- номер акта и дата внедрения технологического процесса по ГОСТ 3.1113 - 89.

Учебный вариант бланка титульного листа представлен на рис.17.2

Маршрутная карта (МК) предназначена для маршрутного или маршрутно-операционного описания технологического процесса или указания полного состава технологических операций при операционном описании изготовления или ремонта 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. Таким образом, в МК должны быть указаны все операции ТП: механическая обработка, термообработка, нанесение покрытий, контроль и пр. При маршрутно-операционном описании МК, как правило, выполняет роль отдельного сводного документа, в котором указывается адресная информация (номер цеха, участка, рабочего места, наименование операции и пр.). Однако допускается оформлять МК на детальное описание операций по переходам.

МК оформляется по ГОСТ 3.1118 - 82 (формы 1, 1а, 1б, 2, 3, 3а, 3б, 4, 5, 5а, 6.) В учебном процессе для механической обработки рекомендуется использовать формы 1 и 1а, для сборки форму 2. Бланки МК для первого и последующих листов представлены на рис.17.3 и 17.4. Оформление МК производится в соответствии с таблицей 17.1. Образцы заполнения МК на механическую обработку и сборку приведены на рис.17.5 и 17.6.

МК заполняется построчно в технологической последовательности выполнения операций от заготовки до готового изделия. Для каждой операции заполняют несколько строк различного типа. Тип строки определяется служебным символом. Согласно ГОСТ 3.1118 - 82 служебными символами являются прописные буквы русского алфавита, проставленные перед номером строки. Например: А03 или В04. Каждому служебному символу соответствует информации определенного вида. Например, для некоторых символов эта информация имеет следующее содержание

А – номер цеха, участка, рабочего места, номер операции, код и наименование операции, обозначение документов, применяемых при выполнении операции

Б – код, наименование оборудования и информация по трудозатратам

О – содержание операции или перехода

Т – информация о применяемой технологической оснастке

При описании операций в МК по переходам, номер перехода следует проставлять в начале строки. В строке имеющей служебный символ «Т» информацию о технологической оснастке записывают в следующей последовательности: приспособления, вспомогательный инструмент, режущий инструмент, слесарно-монтажный инструмент.

Карта технологического процесса (КТП) предназначена для операционного описания технологического процесса изготовления или ремонта изделия в технологической последовательности по всем операциям одного вида формоизменения, обработки, сборки или ремонта, с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых затратах. Таким образом, КТП оформляется на ТП одного вида: механическую обработку, сварку, термообработку, нанесения покрытий и пр., т.е. на работы, выполняемые, как правило, в одном цехе.

КТП оформляется по ГОСТ 3.1404 - 86 (формы 1и 1а). Бланк КТП для первого листа представлен на рис.17.7. Содержание граф с 1 по 30 КТП аналогично МК. Содержание остальных граф КТП представлено в таблице 17.2. Образец оформления КТП представлен на рис.17.8.

Операционная карта (ОК) предназначена для описания технологической операции с указанием последовательного выполнения переходов, данных о средствах технологического оснащения, режимах и трудовых затратах. На процессы и операции, выполняемые с применением универсального оборудования, в том числе на станках с ЧПУ, ОК оформляется по ГОСТ 3.1404 - 86 (формы 2, 2а, 3). При использовании станков с ЧПУ следует оформлять дополнительно карту наладки инструмента (КН) (формы 4 и 4а) и карту кодирования информации (ККИ) (формы 5 и 5а). Для многошпиндельных токарных автоматов и полуавтоматов, а также для автоматов продольного точения, т.е. для универсального оборудования с жесткой связью командоаппарата, используются формы (ОК) 10, 10а, 11а, 12, 12а 13, 13а. Бланки ОК для первого и последующих листов форм 2 и 2а представлены на рис.17.9 и 17.10. Графы МК, КТП и ОК форм 2 и 2а с совпадающими номерами заполняются одинаково. Содержание граф 40-49 приведено в табл.17.3. Образец оформления ОК представлен на рис.17.11.

Карта эскизов (КЭ)представляет собой графический документ, содержащий эскизы, схемы и таблицы и предназначенный для пояснения выполнения технологического процесса, операции или перехода изготовления или ремонта изделия, включая контроль и перемещения. Карты эскизов оформляются на бланках форм 6, 6а, 7, 7а, 8, 8а по ГОСТ 3.1105 - 84.

Согласно ГОСТ 3.1104 - 81 к графическим документам предъявляются следующие основные требования

1. Эскизы разрабатываются на технологические процессы, операции и переходы

2. Эскизы следует выполнять с соблюдением масштаба или с примерным соблюдением пропорций

3. Изображать изделия на эскизах необходимо в рабочем положении на операции с условным обозначением опор, зажимов и установочных устройств

4. Изображения изделия на эскизе должны содержать размеры, предельные отклонения, обозначения шероховатости, баз, опор, зажимов и установочно-зажимных устройств, необходимых для выполнения операций, для которой разработан эскиз

5. На эскизах к операциям все размеры или конструктивные элементы обрабатываемых поверхностей условно нумеруются арабскими цифрами, которые обводят окружностью диаметром 6 – 8 мм и соединяют с размерной или выносной линией. При этом размеры, предельные отклонения обрабатываемой поверхности в тексте содержания операции технологической карты не указываются. Нумерацию следует производить в направлении часовой стрелки

6. При выполнении на одном документе нескольких эскизов к разным операциям одного технологического процесса допускается сквозная нумерация обрабатываемых поверхностей или конструктивных элементов. При этом номера одной и той же обрабатываемой поверхности или элемента, повторяющихся на разных операциях могут быть неодинаковыми

7. Обрабатываемые поверхности на эскизе следует обводить линией толщиной 2s. В курсовом и дипломном проектировании можно применять цветные линии, например красного цвета. При разработке одного эскиза на технологический процесс или нескольких операций допускается обрабатываемые поверхности этой линией не обводить

8. Технические требования следует помещать на свободной части документа справа от изделия или под ним

9. Таблицы и графики следует помещать на свободной части документа справа от изделия

10. При разработке эскизов следует применять упрощенные изображения, без указания отдельных элементов

11. Изображения технологических наладок и установов с инструментом следует указывать упрощенно в плане

12. Если изображение на эскизе относится к нескольким операциям, то номера этих операций следует указывать над изображением изделия и подчеркивать. Если номера операций идут подряд, допускается записывать первый и последний номер через дефис

13. Если на поле для графической информации содержится несколько эскизов, то над каждым эскизом следует указать номер операции

2.

4.8. Расчет режимов резания.

Расчет режимов резания является важной задачей на уровне проектирования перехода. Этот расчет заключается в определении частоты вращения шпинделя (V), подачи (S) и глубины резания (t) на каждом рабочем ходу для заданного перехода. Режимы должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить требуемую точность размеров и качество поверхности при наименьшей стоимости обработки.

Входными параметрами для этой задачи являются:

Ÿ вид операции и перехода;

Ÿ форма, размеры (и их точность) обрабатываемой и обработанной поверхностей;

Ÿ характеристики используемого на переходе режущего и вспомогательного инструмента;

Ÿ характеристики модели оборудования и приспособления, применяемых на проектируемой операции.

Ÿ

Расчет режимов резания выполняется не всегда. В первую очередь режимы резания нужны в том случае, когда проектируется операция для станка с программным управлением и для него будет разрабатываться управляющая программа. Если будет рассчитываться стоимость перехода, то время обработки на переходе определяется исходя из режимов резания. Это дает возможность определить технически обоснованные нормы времени на операцию. Таблицы, необходимые для расчета режимов резания, вводятся в базу данных. Расчет режимов резания выполняется либо в автономном режиме, что характерно для первого уровня автоматизации, либо в автоматическом режиме (второй и третий уровень автоматизации). В автономном режиме используется либо специально разработанная система расчета режимов резания, либо табличный процессор.

Результаты расчета либо сразу заносятся в бланк технологической карты, выведенный на дисплей (первый уровень автоматизации проектирования), либо в параметрическую модель перехода (второй и третий уровень автоматизации).

На первых этапах развития САПР ТП был разработан ряд систем для расчета оптимальных режимов резания. Возникает вопрос: можно ли вместо нормативных использовать оптимальные режимы резания?

Известно, что оптимизация режимов резания позволяет использовать более производительные режимы по сравнению с нормативными. Применение оптимальных режимов резания позволяет на 5-7%, а в некоторых случаях и больше, повысить производительность труда. В условиях единичного и мелкосерийного производства, как раз характерного для приборостроения, работы по оптимизации режимов резания обычно не проводятся. Экономический эффект, полученный от оптимизации режимов резания при обработке малых партий деталей невелик и чаще всего не может компенсировать затраты на оптимизацию. Поэтому опытный рабочий обычно сам эмпирически подбирает режимы резания, позволяющие добиться максимальной производительности труда, при заданном качестве продукции. В тоже время оптимизация режимов резания, выполненная в САПР ТП, позволяет рабочему уменьшить период настройки станка на оптимальную производительность, что особенно важно при обработке малых партий деталей на дорогостоящем металлорежущем оборудовании с ЧПУ.

Рассмотрим кратко принципы оптимизации режимов резания. Для определения режимов резания необходимо иметь математическую модель процесса обработки, т.е. иметь систему уравнений, в которой связываются V, S и t с параметрами системы СПИД. Впервые такая модель была предложена проф. Г.К. Горанским. Модель представляет собой систему неравенств. Каждое неравенство выражает некоторое ограничение области допустимых режимов резания. Например, ограничения по допустимой скорости резания, по допустимой шероховатости поверхности и так далее.

Общий вид этих ограничений имеет вид:

где P_i - параметры системы СПИД.

В качестве целевой функции Г. К. Горанским была предложено произведение n·s, т.е. функция, определяющая производительность обработки.

Оптимальным будет вариант, при котором произведение n·s максимально. Указанные зависимости являются нелинейными, однако могут быть сведены к линейным, путем их логарифмирования. После преобразований неравенства могут быть приведены к виду:

ax₁+bx₂+cx₃ k; (**)

где а=1, b=y, c=x, x₁=ln n, x₂=ln s, x₃=ln t.

Целевая тоже может быть приведена к виду х₁+х₂ max.

При наличии системы линейных неравенств и целевой функции указанного вида задача оптимизации может быть решена методами линейного программирования. В этом случае строится многоугольник, ограничивающий возможную область допустимых решений. В этом многоугольнике одна из вершин является вершиной, в которой произведение n·s является максимальным. Эти параметры n и s и определяют оптимальные по производительности режимы резания. Более подробно оптимизации режимов резания методами линейного программирования рассмотрена в разделе " Оптимизация режимов резания".

Однако рассмотренный метод оптимизации обладает следующими недостатками:

процесс оптимизации идет относительно долго;

Ÿ оптимальные значения n и s приходиться корректировать применительно к дискретным значениям n и s, имеющихся у заданной модели станка.

Ÿ

Для ликвидации указанных недостатков могут быть применены поисковые методы оптимизации. Например, методы направленного поиска. Пусть имеется таблица возможных у данной модули станка комбинаций n и s.

В этой таблице строки заполнены в порядке убывания произведения n·s. Строки с одинаковыми значениями произведения n·s расположены в порядке убывания s. Из этой таблицы выбирается первая пара n·s и проверяется по ограничениям (*). Если ограничения не выдержаны, то берется следующая пара и так до тех пор, пока не найдется пара, удовлетворяющая всем ограничениям модели резания. Эта пара и будет давать оптимальные режимы резания.

В последние годы было доказано, что неравенства (*) существенно нелинейны и привести их к линейному виду не удается. Кроме того, если использовать в качестве критерия оптимизации приведенную себестоимость обработки, то методы линейного программирования тоже не удается использовать. Критерий максимальной производительности не учитывал то обстоятельство, что чем интенсивнее режимы резания, тем меньше стойкость инструмента и следовательно больше переточек. Каждая прерточка связана со снятием инструмента с последующей установкой и наладкой на размер. Все это снижает производительность процесса и увеличивает себестоимость перехода. Фактический период стойкости (T_ф) сильно зависит от нормативной скорости резания V_н:

Т_ф = (Vн / Vф)^{1 / m},

где Vф - фактическая скорость резания. Например: для токарного резца коэффициент m~0, 125 и, следовательно, даже небольшое увеличение Vф по сравнению с нормативным, резко снижает фактическую стойкость резца.

В этом случае оптимизация режимов резания может производиться следующим образом. Для заданной нормативной скорости резания определяются максимальная подача, удовлетворяющая ограничениям (*), при этом берутся те дискретные значения s, которые имеются у выбранной модели станка. Для найденного значения s_опт начинают менять V таким образом, чтобы уменьшить стоимость C_п перехода. Точка достижения минимального значения C_п соответствует оптимальным значениям n и s.

В случае одновременного выполнения двух и более переходов с использованием единого резцедержателя (блочные переходы) для каждого перехода отыскиваются свои оптимальные значения n и s. Далее определяется? лимитирующий? s и V, т.е. подачи и частоты вращения, имеющие минимальное значение, и для всех переходов назначаются режимы, равные лимитирующим. Повторный просчет проводится с учетом суммарных усилий по всем переходам. Оптимизация режимов проводится при этом по формуле:

_m
Cп = Cп_к,

где Сп_к - стоимость к-ого одновременно выполняемого перехода, m - количество одновременно выполняемых переходов. Сложность расчетов многоинструментальных переходов заключается еще и в том, что смена инструмента в блоке может производиться разными способами: индивидуальная (для каждого изношенного инструмента), групповая (для всего блока при износе лишь одного инструмента). Смена инструмента может производиться для всей инструментальной наладки в конце рабочей смены. Эти обстоятельства должны быть учтены при расчете стойкости инструментов, входящих в инструментальную наладку, и они осложняют расчет режимов резания. В этих случаях целесообразно использовать режим диалога.