Вибір обладнання, технологічного оснащення та інструменту при розробці технологічного процесу виготовлення деталі

РЕФЕРАТ Вибір обладнання, технологічного оснащення та інструменту при розробці технологічного процесу виготовлення деталі

Зміст

• 1. Вибір технологічного обладнання
• 2. Вибір пристроїв
• 3. Вибір різального та допоміжного інструментів інструмент технологічний процес
• Список використаної літератури

1. Вибір технологічного обладнання

При розробці проектної технології вибір технологічного обладнання обмежується економічними міркуваннями.

Згідно з класифікацією верстатів, запропонованою А.І. Кашириним, верстатне обладнання поділяється на такі види: верстати широкого або загального призначення (універсальні), верстати високої продуктивності, верстати спеціалізовані та спеціальні.

Верстати широкого або загального призначення застосовують у серійному та одиничному виробництвах.

Верстати високої продуктивності мають обмежені технологічні можливості. Проте, завдяки підвищеній потужності та жорсткості, на них можна вести обробку на більш високих режимах різання і більш концентрованими методами. До верстатів цього типу належать: токарні багаторізцеві, гідрокопіювальні, одно — і багатошпиндельні автомати і напівавтомати, круглошліфувальні, що працюють методом поперечної подачі, безцентрово-шліфувальні, барабанно й карусельно-фрезерні та ін. Такі верстати призначені для великосерійного та масового виробництв.

Спеціалізовані верстати створюють на базі верстатів високої продуктивності встановленням додаткових шпинделів та інших вузлів, за допомогою яких вони можуть бути пристосовані для виконання конкретних операцій при обробці конкретних деталей в умовах масового виробництва.

Спеціальні верстати проектують та виготовляють на особливе замовлення та використовують для виконання певної операції. Проектування та виготовлення верстатів цієї групи є дуже дорогим. Тому вони виправдовують себе лише у масовому виробництві. Особливі групи складають агрегатні верстати, що застосовуються в серійному та масовому виробництвах, та верстати з числовим програмним керуванням, які використовують в умовах дрібно — та середньосерійного виробництв.

Вибір технологічного обладнання повинен базуватись на аналізі витрат на реалізацію технологічного процесу в межах життєвого циклу виробів при заданій їх якості. Результати аналізу подають відношенням: основних часів, штучних часів, приведених затрат при виконанні робіт на різних верстатах.

Обладнання вибирають за головним критерієм, що найбільше виявляє його функціональне призначення і технологічні можливості. Таким критерієм є вид обробки, на який розрахований верстат, відповідно до його службового призначення (токарний — для точіння, фрезерний — для фрезерування та ін.). Другим за важливістю критерієм є габаритні розміри робочої зони верстата, які повинні відповідати габаритним розмірам заготовки із врахуванням розмірів пристрою. Третім критерієм є відповідність верстата необхідній точності обробки.

Забезпечивши дотримання цих трьох основних вимог подальший аналіз ведуть у напрямку виявлення можливості роботи на оптимальних режимах, відповідності верстата за потужністю, продуктивністю, можливості його механізації та автоматизації. Аналіз повинен виходити з того, що зведені витрати на виконання операції повинні бути мінімальними, а період окупності меншим, ніж життєвий цикл виробів, що виготовляються. При цьому враховують також зручність обслуговування, можливість багатоверстатного обслуговування, вимоги техніки безпеки та промислової санітарії. Річні приведені затрати на використання обладнання визначають за розмірами витрат на його придбання (виготовлення) та експлуатацію. Продуктивність обладнання визначають на базі аналізу життєвого циклу виробів.

При виборі обладнання користуються паспортами верстатів, а за їх відсутності - каталогами металорізального та іншого обладнання.

2. Вибір пристроїв

При виборі пристроїв керуються наступними міркуваннями. В одиничному і дрібносерійному виробництвах широко застосовують універсальні пристрої (патрони, лещата, ділильні універсальні головки, поворотні столи тощо). У великосерійному і масовому виробництвах застосовують головним чином спеціальні пристрої, які скорочують допоміжний і основний час більше, ніж універсальні, при більш високій точності. Вибір пристроїв повинен базуватися на аналізі затрат на реалізацію технологічного процесу у встановлений проміжок часу при заданій кількості виробів. Аналіз затрат повинен передбачати порівняння варіантів пристроїв, що відповідають однаковим вимогам і забезпечують вирішення однакових завдань у конкретних виробничих умовах. При виборі оптимального варіанта пристрою повинні враховуватись: технічні вимоги на виготовлення деталі - кількість деталей та строки їх виготовлення; вимоги техніки безпеки та промислової санітарії; затрати на виготовлення пристрою. У практиці сучасного машинобудування сформувались такі системи пристроїв.

Універсально-збірні пристрої (УЗП) компонують з остаточно оброблених взаємозамінних стандартних універсальних елементів. Їх використовують як спеціальні пристрої короткочасної дії. Вони забезпечують встановлення та фіксацію заготовок у межах габаритних можливостей комплекту УЗП.

Спеціальні збірно-розбірні пристрої (СЗРП) — пристрої, які компонують зі стандартних елементів додатковою їх механічною обробкою і використовують як спеціальні необоротні пристрої тривалої дії з оборотних елементів.

Нерозбірні спеціальні пристрої (НСП) — пристрої, які компонують із застосуванням стандартних деталей та вузлів загального призначення як необоротні пристрої довготривалої дії з необоротних деталей та вузлів. Вони складаються з двох частин: уніфікованої базової частини та змінного налагодження. Пристрої цієї системи стійкі до змін конструкції оброблюваних заготовок та коригувань технологічних процесів. У випадку подібних змін необхідна лише заміна змінного налагодження. Пристрої цієї системи використовують при груповій обробці деталей.

Універсально-безналагоджувальні пристрої (УБП) — найбільш поширена система в умовах серійного виробництва. Ці пристрої забезпечують встановлення та фіксацію оброблених заготовок будь-яких виробів малого та середнього габариту. При цьому встановлення заготовок пов’язане з необхідністю контролю їх орієнтації в пристрої. Такі пристрої забезпечують виконання широкої номенклатури операцій обробки заготовок.

Універсально-налагоджувальні пристрої (УНП) — пристрої які забезпечують встановлення за допомогою спеціальних налагоджень, фіксацію оброблюваних заготовок малого і середнього габариту та виконання широкої номенклатури операцій обробки заготовок. Застосовуються як пристрої короткочасної дії.

Спеціальні налагоджувальні пристрої (СНП) — пристрої, що забезпечують за певною схемою базування, встановлення за допомогою спеціальних налагоджень та фіксацію споріднених за конструкціями заготовок для виконання типових операцій.

Усі перераховані системи пристроїв належать до категорії уніфікованих. Вибір уніфікованого пристрою багато в чому відрізняється від вибору звичайного оснащення. Як правило, цю роботу виконує конструктор по оснащенню. Технолог лише вказує необхідну систему пристрою і приводить схему базування.

При виборі пристроїв виконують комплекс взаємозв'язаних робіт:

проведення аналізу конструктивних характеристик оброблюваної або оброблюваних (при груповій обробці) деталей: габаритних розмірів, матеріалу, точності, конструктивних характеристик оброблюваних поверхонь тощо. Паралельно аналізують організаційні та технологічні умови виготовлення деталі (схема базування, вид технологічної операції, організаційна форма виготовлення та ін.);

групування технологічних операцій для визначення найбільш прийнятної системи пристроїв і підвищення коефіцієнтів їх використання;

встановлення належності конструкцій пристроїв до тієї чи іншої системи;

визначення або уточнення вихідних вимог до конструкції пристрою;

вибір конструкції пристроїв, що відповідають прийнятій схемі базування деталей, з наявної номенклатури;

видача технологічного завдання на розробку і виготовлення пристрою.

Групування технологічних операцій, що здійснюється в серійному виробництві, виконується із врахуванням забезпечення раціонального завантаження кожного пристрою і на основі аналізу обсягів випуску виробів на заданий період (кількість виробів у партії і періодичність запусків, сумарна трудомісткість згрупованих на пристрій технологічних операцій).

При виборі пристроїв необхідно використовувати таку документацію: нормативно-технічну (стандарти на пристрої та їх деталі, стандарти на терміни і визначення технологічного оснащення); технічну (альбоми типових конструкцій пристроїв, каталоги і паспорти на технологічне обладнання, інструктивно-методичні матеріали щодо вибору технологічного оснащення).

При техніко-економічному обґрунтуванні вибору пристроїв розраховується коефіцієнт завантаження пристрою та затрати на оснащення операцій. Коефіцієнт завантаження пристрою визначають за формулою:

Kз. п. = ТкN/Fq,

де Тк — штучно-калькуляційний час виконання технологічної операції, хв;

N — місячна програма (кількість повторів операцій), що планується;

Fq — дійсний місячний фонд часу, год.

Формули для визначення затрат на оснащення технологічної операції для різних систем пристроїв наведені в.

3. Вибір різального та допоміжного інструментів

При виборі типу і конструкції різального інструменту необхідно враховувати характер виробництва, метод обробки, тип верстата, розмір, конфігурацію та матеріал оброблюваної заготовки, необхідну якість поверхні, точність обробки. Характер виробництва впливає на вибір різального інструменту з економічної точки зору. Так, у масовому виробництві застосування спеціального багатолезового інструменту є доцільним, оскільки затрати на його виготовлення швидко перекриваються за рахунок зниження вартості деталі у зв’язку з пришвидшенням її обробки. В той же час в одиничному виробництві застосування спеціального інструменту може виявитись невигідним. У цьому випадку до спеціального інструменту вдаються лише тоді, коли стандартним інструментом обробити деталь неможливо. Взагалі необхідно пам’ятати, що застосування стандартного інструменту необхідно визнати більш бажаним незалежно від характеру виробництва, оскільки він у 5.10 разів дешевший аналогічного спеціального. Метод обробки, прийнятий для виконання операції, визначає тип інструменту. Тип верстата впливає на вибір інструменту в тому відношенні, що він, з одного боку, визначає метод обробки, а з другого — конструктивно вирішує спосіб закріплення інструмента і тим самим визначає конструкцію його приєднувального елементу.

Розмір і конфігурація оброблюваної деталі впливає на вибір інструмента щодо його розмірів і конструкції. Великогабаритні деталі для своєї обробки вимагають інструмента великих типорозмірів (за винятком обробки кріпильних отворів, канавок та інших дрібних елементів). Конфігурація оброблюваних поверхонь часто є причиною застосування спеціального фасонного інструменту. Матеріал оброблюваних деталей впливає на вибір матеріалу різального інструмента і на геометричні параметри його різальної частини. Необхідна якість поверхні впливає на вибір конструкції інструмента і його геометрію. Наприклад, при чорновому фрезеруванні, коли якість фрезерованої поверхні не має суттєвого значення, застосовують фрези з великими зубцями — як більш продуктивні. При чистовому фрезеруванні перевагу віддають фрезам з дрібними зубцями, які непридатні для роботи з великим припуском.

Точність обробки впливає на вибір типу і конструкції інструмента. Так, в залежності від точності отвору остаточну його обробку можна виконувати свердлом, зенкером, розверткою, різцем, протяжкою, шліфувальним кругом. При виборі конкретних типорозмірів різального інструменту необхідно використовувати стандарти на інструмент галузеві та відомчі стандарти підприємства.

Особливе значення має вибір матеріалу різальної частини інструмента. Із врахуванням економічної доцільності необхідно застосовувати нові марки матеріалів, які характеризуються підвищеною стійкістю проти спрацювання. Забезпечуючи високу якість оброблюваних поверхонь, вони застосовуються для чистової обробки замість малопродуктивного і дорогого шліфування. До них належать надтверді матеріали (НТМ). Лезовий різальний інструмент, оснащений полікристалами НТМ, дає змогу обробляти практично всі матеріали, забезпечуючи при цьому високу продуктивність та розмірну стійкість.

Рекомендації щодо вибору абразивного інструмента. Різноманітність поєднань фізико-механічних властивостей і структури матеріалів, а також умов шліфування не дозволяє однозначно встановлювати оптимальну характеристику шліфувального круга і його абразивного матеріалу. Нижче наводяться лише загальні рекомендації, що базуються на практичному досвіді.

Для якісного та продуктивного шліфування шліфувальний круг повинен бути вибраний в залежності від конкретних умов обробки. Абразивний матеріал зерен круга призначають в залежності від матеріалу заготовки. Так, електрокорунди застосовують при шліфуванні сталей (незагартованих і загартованих), кувального чавуну і м’яких бронз. Зелений карбід кременю застосовують при заточуванні інструмента, оснащеного твердим сплавом. Зернистість круга вибирають в залежності від потрібної якості оброблюваної поверхні та величини поверхні дотику круга із заготовкою. При чорновому шліфуванні застосовують круги з більш великим зерном, ніж при чистовому шліфуванні. При шліфуванні в’язких і м’яких металів для запобігання швидкого засалювання круга використовують більш крупнозернисті круги, при шліфуванні крихких і твердих металів — дрібнозернисті. Чим більша поверхня дотику круга із заготовкою, тим більш крупнозернистим повинен бути круг.

На твердість шліфувального круга впливають умови, що забезпечують самозаточування круга в процесі шліфування. Тому чим твердіший матеріал заготовки, тим м’якшим повинен бути круг, і навпаки, оскільки при твердому матеріалі зерно круга буде зношуватись інтенсивніше, тим швидше буде випадати з круга залишаючи місце новому, гострому зерну. Більш твердими кругами для запобігання осипання повинні бути крупнозернисті круги, оскільки в інших однакових умовах на зерно крупнозернистого круга припадає більше навантаження, ніж на зерно дрібнозернистого круга. Чим більша площа дотику круга із заготовкою, тим менша глибина різання припадає на одне зерно, більше умов для засалювання круга і перегрівання оброблюваної поверхні, а тому м’якішим повинен бути шліфувальний круг. Таким чином, при однакових t i D круг повинен бути м’якшим при плоскому шліфуванні, ніж при зовнішньому круглому шліфуванні, із зв’язуючих матеріалів найбільш поширені керамічні, які забезпечують високу продуктивність та дозволяють вести шліфування із застосуванням мастильно-охолоджуючої рідини.

За структурою круг вибирають виходячи з умов обробки. Круги зі щільною структурою, що добре зберігають форму, застосовують для чистових і фасонних робіт, круги із середньощільною структурою — для обробки заготовок із незагартованих сталей, для заточування різального інструмента, для всіх видів круглого шліфування і для плоского шліфування периферією круга, круги з відкритою структурою застосовують при обробці заготовок з в’язких і м’яких матеріалів і при плоскому шліфуванні торцем круга.

Паралельно з вибором різального інструмента вибирають допоміжний інструмент. При цьому керуються такими міркуваннями. Кращим варіантом є той, при якому допоміжний інструмент не використовується. В цьому випадку досягаються більш короткі технологічні розмірні ланцюги і точність обробки підвищується. Наприклад, свердло конічним хвостовиком вставляється в конічний отвір шпинделя свердлильного верстата. В тих випадках, коли неможливо обійтись без допоміжного інструмента, перевагу віддають стандартному і нормалізованому допоміжному інструменту (перехідні конуси Морзе, цанги, оправки для циліндричних, черв’ячних і шліцьових фрез та ін.). Лише за відсутності стандартного вдаються до призначення спеціального допоміжного інструмента (різцетримачі багаторізцевих верстатів тощо).

верстат деталь різальний інструмент

Список використаної літератури

1. Руденко П. О. Проектування технологічних процесів. — К.: Вища школа, 1993. — 414 с.