Последовательность разработки (алгоритм проектирования) технологического процесса.

Последовательность разработки (алгоритм проектирования) технологического процесса.

 

1. Изучение технического задания и выбор вида и организационной формы производственного процесса.

2. Выбор финишных методов обработки, окончательно формирующих качество инструмента по каждой из поверхностей.

3. Выбор заготовки, наиболее полно удовлетворяющей экономичному изготовлению инструмента в заданных или выбранных условиях производства.

4. Сравнение формы, размеров и качества заготовки с готовым инструментом и определение характера промежуточных видов обработки: точение, фрезерование, сверление и т.д.

5. Разработка технологического маршрута, т.е. последовательности всех видов обработки по переходам.

6. Выбор технологических баз. Требования к ним такие же, как и в общем машиностроении: стремление к единству конструкторских, технологических и измерительных баз, а также к их постоянству, т.е. к неизменности при выполнении различных технологических операций. Выбор первичных черновых баз, позволяющих правильно ориентировать заготовку для обработки с требуемой точностью основных технологических баз.

7. Выбор технологического оборудования и оснастки.

8. Разработка маршрутной технологии.

9. Разработка операционной технологии для условий серийного и массового производства:

§ а) расчет операционных припусков и допусков;

§ б) определение размеров и формы заготовки;

§ в) нормирование технологических операций.

10. Сравнение экономической эффективности нескольких вариантов техпроцесса и выбор оптимального.

11. Окончательная доработка выбранного варианта технологии. Разработка подробных операционных карт механической, термической, химико-термической обработки, сварки, напайки и т.д., а также карт технического контроля.

 

Техпроцесс изготовления концевой фрезы

Обоснование использования инструмента.

Например необходимо разработать конструкцию концевой фрезы для обработки паза, выполняющей две операции одновременно: прорезание паза на заданную глубину и снятие фаски на угол 45 .

Главные параметры фрезы, которые необходимо учитывать:

· Направление зубьев

· Конструкцию зубьев: острозаточенные / затылованные

· Материал зубьев Количество и размер зубьев (Для чернового фрезерования - фрезы с большим окружным шагом и малым количеством крупных зубьев. Для чистового фрезерования и фрезерования хрупких материалов - фрезы с малым окружным шагом и большим количеством мелких зубьев)

· Конструкцию фрез: цельные, составные(с припаянными режущими элементами) и сборные (с механическим креплением неперетачиваемых сменных многогранных пластин)

· Способ установки на шпинделе станка: насадные (с отверстием) / концевые (с хвостовиком)

Концевые фрезы являются инструментами с широкими технологическими возможностями. Их используют для обработки глубоких пазов, уступов, взаимно перпендикулярных плоскостей, для выполнения контурной обработки наружных и внутренних поверхностей сложного профиля. Концевые фрезы также являются основными инструментами, применяемыми на станках с ЧПУ.

Конструкция. Несмотря на то, что инженера-конструкторы предлагают сотни разных типов и разновидностей фрез, все они имеют ряд общих элементов (см. рисунок).

Устройство концевых фрез.

(на примере фрезы для скруглений и прямой пазовой фрезы)

Режущие кромки. Фреза может иметь одну, две или более режущих кромок. Фрезы с единственной режущей кромкой используются в случаях, когда требуется высокая производительность, по отношению к которой чистота поверхности занимает второстепенное значение. Большинство же фрез имеет две режущие кромки и более, что обеспечивает своего рода баланс между качеством реза и производительностью.

Режущие кромки фрезы могут быть выполнены из быстрорежущей стали (что сокращенно обозначается как HSS) либо из твердого сплава (TCT). Последние, как правило, стоят несколько дороже.

Для обеспечения возможности погружения фрезы в материал в произвольном месте заготовки фреза должна иметь концевые режущие кромки (как пазовая фреза, показанная на рисунке).

Хвостовик фрезы характеризуется диаметром и длиной. Очевидно, что диаметр хвостовика должен соответствовать диаметру цанги фрезера. Продаваемые на территории России фрезеры, как правило, имеют в комплекте цанги диаметром 8 и 12 мм либо только 8 мм (характерно для моделей небольшой мощности). Цанги указанных размерностей являются стандартом в странах Европы. Инструменты, предназначенные для американского рынка, рассчитаны на использование фрез с хвостовиками дюймовых размерностей ¼” (6,35 мм) и ½“ (12,7 мм). Впрочем, многие производители, как европейские, так и американские, предлагают к своим фрезерам дополнительные цанги дюймовой или, наоборот, метрической размерности.

Также хвостовик может быть коническим, как называют Конус Морзе. Под него есть коническое отверстие соответствующего размера (гнездо) в шпинделе или задней бабке станка. Предназначено для быстрой смены инструмента с высокой точностью центрирования и надёжностью.

При разработке новых конструкций фрез выполняют следующие основные требования.

Число зубьев должно быть по возможности большим, так как от него пропорционально зависит минутная подача, т. е. производительность обработки.

Вместе с тем зубья должны быть достаточно прочными, а расстояние между ними, форма и шероховатость поверхности стружечных канавок должны обеспечивать надежное размещение и отвод стружки (последнее особенно важно для концевых фрез, обрабатывающих глубокие пазы). В некоторых случаях, например при образовании сплошной сливной стружки, у концевых фрез переднюю поверхность зубьев делают ступенчатой для дробления стружки.

Выбор оборудования

Задача раздела - выбрать для каждой операции ТП такое оборудование, приспособление, которые бы обеспечили выпуск деталей задан­ного качества и количества с минимальными затратами.

При выборе типа и модели металлорежущих станков будем ру­ководствоваться следующими правилами:

1) Производительность, точность, габариты, мощность станка должны быть минимальными достаточными для того, чтобы обес­печить выполнение требований предъявленных к операции.

2) Станок должен обеспечить максимальную концентрацию пере­ходов на операции в целях уменьшения числа операций, количества оборудования, повышения производительности и точности за счет уменьшения числа перестановок заготовки.

3) Оборудование должно отвечать требованиям безопасности, эр­гономики и экологии.

Если для какой-то операции этим требованиям удовлетворяет не­сколько моделей станков, то для окончательного выбора будем проводить сравнительный экономический анализ. Выбор оборудования проводим в следующей последовательности:

1) Исходя из формы обрабатываемой поверхности и метода обработки, выбираем группу станков.

2) Исходя из положения обрабатываемой поверхности, выбираем тип станка.

3) Исходя из габаритных размеров заготовки, размеров обработанных поверхностей и точности обработки выбираем типоразмер (модель) станка. Данные по выбору оборудования заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Выбор технологического оборудования

№ оп.	Название операции	Тип, мо­дель обо­рудо­вания	Станочное приспособление
	Заготовительная	Горизонтально-ленточная пила UE-330A	Тиски с самоцентририрующиеся с призматическими губками по ГОСТ 12195-66
	Токарная	Токарно-винторезный станок 1К62	3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-63
	Сварка	Сварочная машина стыковой сварки методом оплавления МСМУ-150	Спец. Токопроводящие призмы
	Отжиг
	Контрольная	-	-
	Токарная	Токарно-винторезный станок 1К62	3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-63
	Токарная	Токарно-револьверный станок 1Н365БП	3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-63
	Токарная	Токарно-револьверный станок 1Н365БП	3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-63
	Токарная	Токарно-винторезный станок 1К62	3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-63
	Фрезерная	Вертикально-фрезерный станок 6Т104	3-х кулачковый патрон ГОСТ 2675-63
	Фрезерная	Фрезерный с ЧПУ МАНО-700	Специальный цанговый патрон
	Контрольная
	Термическая
	Круглошли-фовальная	Круглошлифовальный станок 3131	Поводковый патрон
	Круглошли-фовальная	Круглошлифовальный станок 3131	Поводковый патрон
	Шли-фовальная	Спец. шлифовальный с ЧПУ 55С CNC6	Специальный цанговый патрон
	Контрольная
	Маркировка

Пример фрезерования трубы картера новой фрезой

Время обработки

Для определения времени обработки необходимо определить режимы резания. Режимы резания назначим такие же как при базовом варианте обработки трубы картера двумя видами инструментов, а именно:

Подача при врезании фрезы:

Sв= 100 мм/мин

Подача при продольном фрезеровании паза трубы:

Sп= 200 мм/мин

Ускоренная подача подводе/отводе фрезы:

Sу= 5000 мм/мин

Тогда машинное время обработки найдем по формуле:

ТМ= Lв / Sв + Lп / Sв + Lу / Sу, где:

Lв – длина хода при врезании фрезы, 10мм

Lп – длина хода фрезы при поперечном движении, 205мм (по чертежу)

Lу – длины хода при ускоренных движениях фрезы во время подвода к заготовке и отвода, 400мм.

Машинное время равно:

ТМ= 10/100 + 205/200 + 400/5000 = 1,185 мин

Штучное время для данной операции найдём по формуле:

Тшт=Тв+Тм

ТВ – вспомогательное время, примем такое как в базовом варианте (по результатам практики),

Тв=0,57 мин

Отсюда штучное время на операцию составит:

Тшт=0,57+1,185=1,755 мин

Так как за одну операцию обрабатывается сразу 2 заготовки, то штучное время в пересчете на 1 заготовку составит:

Тшт1 = Тшт/2

Тшт1 = 1,755/2 = 0,878 мин

 

Последовательность разработки (алгоритм проектирования) технологического процесса.

 

1. Изучение технического задания и выбор вида и организационной формы производственного процесса.

2. Выбор финишных методов обработки, окончательно формирующих качество инструмента по каждой из поверхностей.

3. Выбор заготовки, наиболее полно удовлетворяющей экономичному изготовлению инструмента в заданных или выбранных условиях производства.

4. Сравнение формы, размеров и качества заготовки с готовым инструментом и определение характера промежуточных видов обработки: точение, фрезерование, сверление и т.д.

5. Разработка технологического маршрута, т.е. последовательности всех видов обработки по переходам.

6. Выбор технологических баз. Требования к ним такие же, как и в общем машиностроении: стремление к единству конструкторских, технологических и измерительных баз, а также к их постоянству, т.е. к неизменности при выполнении различных технологических операций. Выбор первичных черновых баз, позволяющих правильно ориентировать заготовку для обработки с требуемой точностью основных технологических баз.

7. Выбор технологического оборудования и оснастки.

8. Разработка маршрутной технологии.

9. Разработка операционной технологии для условий серийного и массового производства:

§ а) расчет операционных припусков и допусков;

§ б) определение размеров и формы заготовки;

§ в) нормирование технологических операций.

10. Сравнение экономической эффективности нескольких вариантов техпроцесса и выбор оптимального.

11. Окончательная доработка выбранного варианта технологии. Разработка подробных операционных карт механической, термической, химико-термической обработки, сварки, напайки и т.д., а также карт технического контроля.