Обеспечение технологического проектирования

 

Технологическое проектирование объединяет две функции ТПП: разработку ТП и проектирование СТО.

При разработке ТП к наиболее часто решаемым задачам от­носят:

проектирование единичных ТП изготовления деталей и их сборки на основе процессов-аналогов;

разработку единичных ТП изготовления деталей и их сбор­ки — индивидуальное проектирование;

создание управляющих программ для оборудования с ЧПУ.

Каждая из указанных задач является самостоятельной, вмес­те с тем разработку управляющих программ можно рассматри­вать как этап проектирования операционной технологии.

ТП разрабатывают на основе предварительно составленного межцехового технологического маршрута — расцеховки. Расце- ховка определяет поэтапное движение деталей, сборочных еди­ниц и самого изделия в процессе их изготовления.

Процессами-аналогами принято называть типовые и группо­вые ТП. Единичный ТП можно проектировать на основе про­цессов-аналогов. В этом случае его структура и содержание тех­нологических операций в значительной мере определяются струк­турой процесса-аналога.

Разработку единичных ТП изготовления деталей на основе процессов-аналогов выполняют в соответствии со структурной диаграммой, приведенной на рис. 1.2.

Важнейшим этапом здесь является выбор процесса-аналога, при котором последовательно решаются две частные задачи:

классификация детали и выбор процесса-аналога по ее классификационному коду. При этом информационное обеспечение должно включать развитый кон­структорско-технологический классификатор. Цель классифика­ции — определение принадлежности детали к некоторой группе (классу) деталей, обладающих общностью конструктивно-техно­логических признаков.

В промышленности находит применение технологический классификатор деталей (ТКД) машиностроения и приборостро­ения, являющийся продолжением и дополнением классифика­тора единой системы классификации деталей (ЕСКД) (классы 71—76), разработанного в качестве информационной части ГОСТ 2.201—80. Классификатор ЕСКД включает 100 классов. Классы 71—76 охватывают детали всех отраслей промышленности основ­ного и вспомогательного производств:

71 — тела вращения типа колес, дисков, шкивов, блоков, стержней, втулок, стаканов, колонок, валов, осей, штоков, шпин­делей и др.;

72 — тела вращения с элементами зубчатого зацепления; тру­бы, шланги, проволочки, разрезные секторы, сегменты, изогну­тые из листов, полос и лент; аэрогидродинамические корпус­ные, опорные и емкостные вкладыши подшипников;

73 — корпусные, опорные, емкостные детали, не являющие­ся телами вращения;

74 — плоскостные, рычажные, тяговые, аэрогидродинамичес­кие детали; изогнутые из листов, полос и лент профильные де­тали, не являющиеся телами вращения; трубы;

75 — кулачковые, карданные, с элементами зацепления, са­нитарно-технические, разветвленные, пружинные, оптические, крепежные детали; ручки;

76 — детали технологической оснастки, инструмента.

ТКД можно использовать для решения следующих задач:

анализ номенклатуры деталей по их конструктивно-техноло­гическим признакам;

группирование деталей по конструктивно-технологическому подобию для разработки процессов-аналогов;

 

унификация и стандартизация деталей и ТП их изготов­ления;

тематический поиск и использование ранее разработанных процессов-аналогов.

ТКД представляет собой систематизированный в виде клас­сификационных таблиц свод наименований общих признаков деталей, составляющих их частных признаков и кодовых обо­значений. Структура полного конструкторско-технологического кода детали состоит из обозначения детали по ГОСТ 2.201—80 и технологического кода длиной в четырнадцать знаков. Техноло­гический код состоит из двух частей: постоянной части из шес­ти знаков (рис. 1.3, а) и переменной части из восьми знаков (рис. 1.3, б).

 

 

Рис. 1.3. Структуры постоянной (а) и переменной (б) частей технологического кода деталей, обрабатываемых резанием

 

Структура переменной части технологического кода зависит от технологического метода изготовления деталей:

1 — литьем;

2— ковкой и объемной штамповкой;

3 — штамповкой;

4 — резанием;

5 — с использованием термической обработки;

6 — формообразованием из полимерных материалов и резины;

7 — с нанесением покрытия;

8 — электрофизическими или электрохимическими методами;

9 — методами порошковой металлургии.

Соответственно ТКД содержит 9 разделов. Использование таб­лиц ТКД позволяет однозначно представить конструкторско-тех­нологические признаки детали в виде кода описанной структуры.

В принципе возможны и иные классификаторы, при пост­роении которых учитывалась бы, например, специфика деталей, изготавливаемых на предприятии. При разработке классифика­тора следует помнить, что малое число признаков (3—5) делает его слишком грубым и не позволяет с достаточной точностью отнести деталь к той или иной группе (классу), тогда как боль­шое (20 и более) число признаков делает классификатор неудоб­ным в работе, что приводит к возникновению ошибок.

Сформированный код изделия является основой для выбора процесса-аналога. Сведения о процессах-аналогах входят в со­став информационного обеспечения. Проводят сравнение кодов изделия, на которое разрабатывают ТП, и изделий-представите- лей, данные о ТП изготовления которых имеются в информаци­онном обеспечении. В случае нахождения процесса-аналога его параметры (см. рис. 1.2 стрелка 0 21) принимают за основу со­здаваемого единичного процесса.

Собственно разработка единичного процесса сводится к ре­дактированию процесса-аналога в соответствии с конструктив­но-технологическими особенностями детали, для которой этот процесс разрабатывают. При этом может измениться как струк­тура процесса-аналога (вследствие включения в него или, на­оборот, удаления некоторых операций), так и содержание самих технологических операций. Возможно проведение необходимых технологических расчетов по определению режимов обработки, нормированию операций и т. д.

Принятые в процессе проектирования и представленные па­раметрами маршрутной и операционной технологии ТР оцени­вают. При этом используют различные количественные (техни­ко-экономические) и качественные критерии.

Если параметры спроектированной маршрутной и (или) операционной техноло­гии не отвечают поставленным критериям,

принимают решение об изменении ТП. В зависимости от степени несоответствия па­раметров ТП поставленным критериям необходимые изменения вносят либо на этапе редактирования, либо на этапе выбора про­цесса-аналога. В последнем случае возможна корректировка кон­структорско-технологического кода детали и поиск нового про­цесса-аналога с выполнением всех последующих этапов разра­ботки.

Параметры разработанного ТП представляют в технологичес­кой документации в формах, установленных стандартами ЕСТД (см. § 1.5 т. 1 настоящего учебника).

Единичные ТП изготовления деталей при индивидуальном проектировании разрабатывают в соответствии со структурной диаграммой, показанной на рис. 1.4.

Результаты разработки маршрутной и операционной техно­логий оценивают. В случае, если их параметры не отвечают по­ставленным технико-экономическим критериям, принимают ре­шение об изменении ТП. Возможен возврат на этапы разработ­ки операционной и (или) маршрутной технологии с повторением всех последующих действий. Изменения вносят итерационно до тех пор, пока параметры проектируемого ТП не будут удовлет­ворять поставленным критериям.

Кроме информационного обеспечения, инвариантного функ­циям ТПП, для разработки единичных ТП изготовления дета­лей и сбор™ используют руководящие и справочные материа­лы. Первые включают данные, изложенные в отраслевых стан­дартах, устанавливающих требования к ТП и методам управления ими, а также в стандартах на оборудование и оснастку; в доку­ментации на действующие единичные, типовые и групповые про­цессы; в классификаторах технико-экономической информации; в технологических нормативах режимов обработки, припусков, норм расхода материалов и др.; в производственных инструкци­ях и документации по технике безопасности и промышленной санитарии. Вторые содержат данные, представленные в техно­логической документации опытного производства; в описаниях прогрессивных методов изготовления и ремонта; в каталогах, пас­портах, справочниках, альбомах компоновок прогрессивных СТО; в схемах планировки производственных участков, а также в ме­тодических указаниях по управлению ТП.

 

 

Основные этапы разработки единичных ТП сборки при ин­дивидуальном проектировании представлены на структурной диа­грамме (см. рис. 1.4).

К основным задачам, решаемым при выполнении функции проектирования СТО относят:

разработку технического задания на проектирование СТО;

проектирование специальных приспособлений;

проектирование переналаживаемых приспособлений;

выбор универсальных СТО;

проектирование и выбор СТО процессов контроля;

проектирование и выбор вспомогательной технологической оснастки и инструмента.

При разработке технического задания на проектирование СТО в качестве исходных данных используют конструкторскую и тех­нологическую документацию как вводимую в систему ТПП, так и формируемую в ходе выполнения предшествующих функций ТПП. К СТО относят технологическое оборудование, оснастку, средства механизации и автоматизации производственных про­цессов. Реализация функции проектирования СТО осуществля­ется в виде подфункций собственно проектирования и выбора.

При ТПП, как правило, проектируют нестандартную, спе­циальную технологическую оснастку, средства механизации и ав­томатизации производственных процессов. Любое СТО может быть выбрано из одноименного множества. Обычно это касает­ся технологического оборудования, а также технологической ос­настки и средств механизации и автоматизации стандартных кон­струкций.

Выходная документация при проектировании станочного спе­циального приспособления включает в себя конструкторскую до­кументацию на специальное станочное приспособление в соот­ветствии со стандартами ЕСКД (сборочный чертеж, специфика­ция, чертежи деталей) и заказ на изготовление приспособления, оформленный в соответствии с ЕСТД.

Выбор СТО выполняют в случае, если существует возмож­ность поиска требуемого средства во множестве имеющихся или стандартных средств. Последовательность выбора СТО следующая:

1) определяют точное наименование требуемого СТО, напри­мер для оборудования — группу и тип;

2) формируют основные требования (ключ поиска) к иско­мому СТО;

3) выполняют поиск в соответствии с основными требовани­ями (ключом поиска);

4) оформляют заказ на приобретение найденного СТО. Исходные данные для поиска содержатся в техническом за­дании на СТО.

Поиск конструкции технологической оснастки осуществля­ют с учетом стандартных и типовых решений на основе габа­ритных размеров и вида заготовки, характеристик материала за­готовки, точности параметров и конструктивных характеристик поверхностей изделия, схем установки заготовок, характеристик оборудования, объема выпуска (типа производства).

Информационное обеспечение выбора СТО включает нор­мативно-техническую (стандарты на оснастку, оборудование и т. д.) и техническую документацию (альбомы, каталоги типо­вых конструкций оснастки и оборудования, инструктивно-мето­дические материалы по проведению выбора СТО). Выбор пред­шествует проектированию СТО, которое проводят в случае, если он не дал желаемых результатов. Если искомое СТО найдено, то оформляют заказ на его приобретение (покупку или получе­ние со склада).

1.2.3. Обеспечение выбора и подготовки заготовок

 

Рассматриваемую функцию ТПП выполняют в полном объе­ме только в случаях, если исходная заготовка не задана дирек­тивно, а технологические возможности предприятия допускают выбор вида и метода ее изготовления.

Основные задачи ТПП при выполнении функции выбора и подготовки заготовки следующие:

выбор и оптимизация вида и метода изготовления;

разработка конструкции и оформление чертежа;

выбор ТП изготовления;

оформление заказа на изготовление.

Информационное обеспечение для решения указанных задач должно содержать кроме инвариантной части (данные об имею­щемся технологическом оборудовании, использующихся мето­дах и процессах) специализированную часть, а также данные о технологических свойствах материалов (групп материалов); тех­нико-экономические параметры действующего заготовительного производства; технико-экономические характеристики вида и

метода изготовления заготовок (коэффициент использования ма­териала, трудоемкость изготовления детали, удельная себестои­мость изготовления единицы массы заготовки или детали для каждого вида и метода изготовления), а также действующие оп­товые цены на заготовки и реализуемые отходы, нормативные затраты, приходящиеся на единицу времени работы оборудова­ния, и средние значения штучного времени при выполнении отдельных технологических операций.

Разработка конструкции заготовок не относится к основным задачам технологической подготовки механосборочного произ­водства. Она может быть решена в ходе ТПП механосборочных цехов только для заготовок простых конструкций, изготавливае­мых методами, применение которых не требует больших специ­альных знаний. В полном объеме эту задачу решают при ТПП заготовительных (специализированных) цехов.

При конструировании комбинированной заготовки разра­батывают ее сборочный чертеж (как сварного узла), специфи­кацию, а также рабочие чертежи составных частей заготовки с соблюдением соответствующих технических требований. Комп­лектность и формы документации, в которой представляют ре­зультаты выбора и разработки ТП, зависят от вида и метода изготовления заготовки и регламентируются соответствующи­ми стандартами ЕСТД.

Заготовка определенного вида должна быть изготовлена выб­ранным методом в соответствии с предъявляемыми к ней техни­ческими требованиями. Для организации ее непосредственного выпуска составляют карту заказа на изготовление заготовки. Еди­ной формы этой карты стандартами ЕСТД не установлено, од­нако независимо от формы она должна содержать служебно­учетную информацию; данные о заказчике, проектировщике, изготовителе; вид, метод изготовления заготовки; марку мате­риала, массу заготовки; данные о расходе материала; объем вы­пуска; сроки и очередность изготовления; трудоемкость изго­товления; технические требования. Карту заказа утверждают и подписывают представители заказчика, проектировщика, изго­товителя. Кроме того, как правило, составляют еще один доку­мент — «Уведомление об изготовлении заготовки», который со­держит информацию о том, что требуемое количество загото­вок изготовлено в соответствии с картой заказа.