Методичні вказівки. До самостійної роботи длявиконання практичної роботи

до самостійної роботи длявиконання практичної роботи

з курсу: „Проектування технологічних процесів в машинобудуванні”

на тему:

„Розробка модульної технології виготовлення деталей в автоматизованому виробництві”

для студентів спеціальностей

7.090202, 8.090202 «Технологія машинобудування»

всіх форм навчання

Кривий Ріг

Укладачі: доц. Цивінда Н.І.

Рецензент: доц. к.т.н. Дербас А.Г.

Методичні вказівки містять інформацію про модульну технологію та її застосування в автоматизованому виробництві.

Розглянуто на засіданні кафедри ТМ Схвалено на вченій раді ММФ Протокол № 5 від 14.12.09 Протокол № 4 від 12.01.10

Модульна технологія – це новий вид технології, заснованої на поданні деталі сукупністю модулів поверхонь (МП) і побудові технологічного процесу деталі з модулів технологічного процесу виготовлення (МТВ), що є закінченими частинами процесу з виготовлення МП.

Під МП розуміється сполучення поверхонь, за допомогою яких виконується та або інша закінчена службова функція деталі (наприклад, набір поверхонь, що утворять комплект баз, є базуючим модулем поверхонь).

В основу класифікації МП покладена службова ознака поверхонь деталей. Відповідно до неї всі поверхні деталей можна розділити на три класи: базуючі, робочі й зв’язуючі. Деталь виконує свої службові функції, як правило, сполученнями поверхонь. Ці сполучення поверхонь й одержали назву модулів поверхонь.

Класифікація МП побудована на основі службового призначення поверхонь деталей і містить 26 найменувань (рис. 1). З них чотирнадцять базуючих модулів поверхонь (МПБ), шість робочих модулів поверхонь (МПР) і шість зв’язуючих модулів поверхонь (МПС). Приклади їхнього конструктивного оформлення наведені на рис. 2. МПБ являє собою набір базуючих поверхонь за допомогою яких деталь втрачає шість ступенів свободи. Якщо деталі надаються одна або кілька ступенів свободи, то МПБ буде неповним комплектом баз. МПР і МПС можуть містити різне число поверхонь і розрізнятися по геометричних ознаках. За допомогою МП у межах 26 їхніх найменувань будь-яку деталь можна представити сукупністю МП.

Номенклатура МП, обмежена 26 найменуваннями, створює сприятливі передумови для скорочення розмаїтості ТБ й їхніх технологічних засобів: устаткування, інструментальних налагоджень, пристосувань, вимірювальних засобів.

МП кожного найменування можуть значно розрізнятися своїми розмірами, вимогами до точності й параметрів шорсткості. Тому для відомості до мінімуму розмаїтості МТВ доцільно розробити класифікації МП кожного найменування по перерахованим вище відмінним ознакам. На основі класифікацій визначаються типи МП і під кожен тип розробляється типовий МТВ й типові технологічні засоби. Така типізація відкриває широкі можливості уніфікації як самих МП, так й їхнього технологічного забезпечення.

В основу проектування модульного процесу виготовлення деталі покладені наступні принципи:

- деталь повинна бути представлена сукупністю МП (модулів поверхонь);

- всі поверхні одного МП повинні бути оброблені на одній операції, бажано за один установ;

- маршрут виготовлення деталі повинен бути індивідуальним для цієї деталі й ураховувати її особливості;

- операція модульного процесу повинна компонуватися із МТВ;

- побудова маршруту повинна припускати можливість зміни послідовності здійснення операцій.

Рисунок 1- Класифікація модулів поверхонь

Подання деталі сукупністю МП модулів зводить проектування технологічного процесу до розробки маршруту й компонуванню процесу із МТВ її МП.

Як відомо, МП містить у собі тільки ті поверхні, які зв'язані спільним виконанням тієї або іншої службової функції деталі. Наявність такого зв'язку поверхонь визначає вимоги до точності їхнього відносного положення. Обробка цих поверхонь за один установ дозволяє скористатися принципом найкоротшого шляху в досягненні заданої точності відносного положення поверхонь.

Принцип найкоротшого шляху забезпечується використанням принципу єдності баз, коли обробка всіх поверхонь проводиться від тих самих технологічних баз.

Таким чином, обробка всіх поверхонь модуля на одній операції за один установ дозволить уникнути нагромадження похибок відносного положення через зміну баз, скоротити число робочих ходів і гарантує одержання високої точності відносного положення поверхонь модуля.

Модульна технологія поєднує в собі переваги одиничного, типового й групового процесів.

Розробка маршруту обробки індивідуально для кожної деталі дозволяє врахувати всі її особливості, як в одиничному процесі, і в такий спосіб наблизити модульний процес до оптимального.

Побудова операції модульного процесу із МТВ виготовлення МП деталі відкриває широкі можливості для типізації й уніфікації модулів технологічного процесу виготовлення й технологічних засобів їхнього здійснення.

Можливість зміни послідовності операцій у маршруті надає модульному процесу гнучкість.

У модульному процесі всі поверхні МП виконуються на одній операції, що спрощує розмірні зв'язки процесу й робить їх у значній мірі доступними для огляду. Це дозволяє оцінити вплив зміни послідовності обробки МП на похибку обробки й допустимість цієї зміни.

Типізація технології зберігається на рівні МТВ, що дозволяє вдосконалювати технологію з урахуванням наступних досягнень науки й техніки, скорочувати трудомісткість технологічної підготовки виробництва й широко поширювати передову технологію на всі машинобудівні підприємства. Побудова технологічного процесу з модулів дозволяє для кожної деталі будувати одиничний технологічний процес, що враховує специфіку деталі. І, нарешті, модульна технологія дозволяє групувати деталі в партії по спільності що втримуються МП в умовах, дрібносерійного й одиничного виробництв, тобто вирішуючи кращим образом те ж завдання, що й групова технологія.

Розробка модульного технологічного процесу виготовлення деталі включає наступні основні етапи:

Етап 1. Подання деталі сукупністю МП. Цю роботу проводить технолог при традиційному оформленні конструктором креслення деталі. При цьому повинна бути складена специфікація МП даної деталі, у якій указується для кожного МП конструкторська база й координуючі розміри з відповідними допусками.

Етап 2. Формування із МП деталі інтегральних модулів поверхонь (МПІ). Модулі поверхонь (МП) одержали назву конструкторських, тому що відбивають службове призначення деталі. Креслення деталі із вказівкою МП, з яких вона складається, наведений на рис. 3, а.

Рисунок 2- Приклади конструктивного оформлення модулів поверхні

Тим часом аналіз поверхонь деталей показує, що в деталі зустрічаються поверхні, по своєму призначенню не приналежні до перерахованих трьох класів, хоча умовно їх відносять до зв’язуючих поверхонь (наприклад, канавка на деталі, призначена для виходу інструмента або для одержання прямого кута, різного роду виточки й т.п. поверхні). Наявність цих поверхонь, які можна назвати технологічними, пояснюється дією законів технології.

Досвідчений конструктор, проектуючи деталь, якоюсь мірою вже закладає технологію її виготовлення, вводячи відповідні технологічні поверхні.

Технологічні поверхні виконують різну роль, але при цьому, як правило, пов'язані з тим або іншим МП. Тому виготовлення технологічних поверхонь у відриві від цих МП недоцільно. Їх варто виготовляти на одній операції, за один установ, так само, як й інші поверхні МП, з якими вони зв'язані.

Група МП об'єднаних за цією ознакою одержала назву інтегрального модуля поверхонь (МПІ). На рис. 3, б та ж деталь представлена сукупністю МПІ. Після формування МПІ для кожного з них здійснюється перерахування розмірних зв'язків МП, що ввійшли в його склад.

Рисунок 3- Деталь, представлена сукупністю модулів поверхонь:

а – з конструкторських модулів (МП); б – з інтегральних модулів (МПІ)

Етап 3. Розробка маршруту виготовлення деталі. Розробка маршруту традиційного технологічного процесу виготовлення деталі містить у собі визначення послідовності обробки поверхонь деталі, вибір технологічних баз, методів обробки кожної поверхні, підбор відповідного типу устаткування й формування операцій.

Однієї з важливих завдань розробки маршруту є визначення послідовності виготовлення поверхонь деталі.

При розробці маршруту обробки за традиційною технологією різноманіття й значна кількість окремо оброблюваних поверхонь створює багатоваріантність послідовності їхньої обробки з урахуванням таких факторів, як якість виготовлення деталей, завантаженість устаткування, час транспортування й очікування й т.п.

Технологія обробки деталей по модульному принципі спрощує постановку й рішення даного завдання. По-перше, завдання однозначно вирішується для обробки поверхонь " усередині" кожного інтегрального модуля обраним типовим модулем технологічного процесу. По-друге, формування послідовності обробки інтегральних модулів різко скорочує кількість варіантів маршруту їхньої обробки, тому що число інтегральних модулів приблизно в 3 рази менше числа поверхонь у деталі. Крім того, послідовність обробки ряду інтегральних модулів частково визначена вимогами до точності і якості оброблюваних поверхонь, необхідністю термічної обробки й ін. Ті ж інтегральні модулі, послідовність обробки яких не зв'язана даними вимогами, можуть перерозподілятися по маршруту обробки як у процесі проектування, так й у процесі виготовлення залежно від конкретно складної виробничої ситуації. Такий перерозподіл дозволить підвищити завантаженість верстатного устаткування й знизити витрати часу на транспортування й пролежування деталей.

При формуванні інтегральних модулів, якщо відомо заготовку, на додаток до інтегральних модулів, сформованим з конструкторських МП деталей, можуть з'явитися додаткові МПІ, які необхідно попередньо виготовити, щоб надалі сформувати на деталі конструкторські МП. Це ставиться в першу чергу до тих випадків, коли виготовлення МПІ деталі здійснюється в кілька робочих ходів. Щоб розрізняти МПІ, що належать деталі й заготовці, уведене таке поняття як заготівельний модуль.

Під заготівельним інтегральним модулем розуміється такий інтегральний модуль, після обробки якого виходить МПІ деталі.

Якщо робочих ходів більше двох, то число заготівельних модулів більше двох.

Отримана послідовність обробки МПІ, МП є умовною; вона в основному намічає орієнтири й обмеження в побудові фактичної послідовності обробки МПІ, тому що надалі ця послідовність може коректуватися як при формуванні маршруту, так й операцій. Вибір послідовності обробки МПІ, МП здійснюється відповідно до загальних відомих рекомендацій.

Основною відмінністю маршруту модульного технологічного процесу є формування операцій із МП. На одній операції можуть оброблятися один або трохи МПІ, МП, причому в другому випадку модулі поверхонь можуть бути як одного, так і різного найменування.

Етап 4. При проектуванні операцій установлюється послідовність обробки заготівельних інтегральних модулів й одержання модулів деталі, вибирається схема базування заготовки, розраховуються режими різання, норми часу й заповнюється операційна карта. На відміну від звичайного технологічного процесу в операційній карті модульного процесу вказуються тільки допоміжні переходи (пов'язані з установкою й зняттям заготовки), послідовність обробки МПІ, МП на цій операції і їхні модулі технологічного процесу. До кожної операційної карти прикладаються карти модулів технологічного процесу, у які вносяться числові значення, що залежать від конкретних характеристик оброблюваних модулів поверхонь і деталі.

Застосування модульної технології дозволяє істотно підвищити ефективність виробництва деталей за рахунок використання більше ефективних організаційних форм виробничих процесів й, у першу чергу, в одиничному, дрібносерійному й середньосерійному виробництвах, широкій типізації й уніфікації технологічних процесів і засобів їхнього здійснення.

Контрольні питання

1. Що таке модульна технологія?

2. Що таке модуль поверхонь?

3. Класифікація модулів поверхонь деталей.

4. Які є принципи проектування модульного процесу виготовлення деталі?

5. Переваги модульної технології.

6. Етапи розробки модульного технологічного процесу.

7. Які відмінності у розробці маршруту виготовлення деталі в модульній технології від традиційної технології.

8. Вкажіть особливості проектування операцій для модульної технології.