книги / Технология инструментального производства

<>11-1 Г он

Г)2К

УДК 0*21.0.02.002 (075.3)

Барсов А. И.

Технология инструментального производства. Учеб­ ник для машиностроительных техникумов. Изд. 4-е, ис­ правленное и дополненное. М., «Машиностроение», 1975,

272 с. с вл.

В книге изложены основы построения технологического процесса ин­ струментального производства» вопросы базирования деталей при обработке; Приведены типовые методы изготовления режущего инструмента для инстру­ ментального производства и изложена технология изготовления наиболее распространенных его видов; освещены вопросы» касающиеся экономики и повышения производительности труда при проектировании технологи­

Рецензент канд. техн. наук Л. Г. БАССОВ

© Издательство «Машиностроение», 1975 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ

При изготовлении машин, двигателей, приборов, станков широко применяют обработку металлов резанием. Обработка резанием на металлорежущих" станках или вручную невозможна без применения необходимых для этого орудий труда — режущих инструментов.

Качество режущего инструмента характеризуется его надеж­ ностью, т. е. его способностью безотказно работать согласно своему назначению, сохраняя при этом предусмотренные техническими условиями показатели. К таким показателям относятся размерная и геометрическая точность, стойкость. Последний показатель — стойкость характеризует качество режущего инструмента. Стойкость режущего инструмента — это способность длительное время работать между двумя переточками. Чем больше будет это время, тем выше качество такого инструмента.

Производство режущих инструментов на современном уровне требует соответствующей подготовки специалистов-инструменталь- щиков. Подготовка специалистов среднего звена — техников-ин- струментальщиков — сосредоточена в инструментальных технику­ мах. Одним из предметов, готовящих техников-технологов по спе­ циальности’ № 0504 для работы на инструментальных заводах и в инструментальных цехах машиностроительных заводов, является курс «Технология инструментального производства». Данная книга построена в соответствии с программой данного курса и состоит из пяти глав.

В первой главе излагаются основы технологических процессов; даются понятия и определения производственного и технологиче­ ского процессов и их составных элементов; рассматриваются основ­ ные признаки, определяющие типы производства в машинострое­ нии. Точность обработки в машиностроении во многом зависит от точности изготовления режущего инструмента. В параграфе, посвященном этому вопросу, рассматривается применение математи­ ческой статистики в определении фактической точности на операциях обработки металлов резанием. Первая глава завершается изложением общих вопросов проектирования технологического процесса режу­ щего инструмента; выбора операционных припусков, расчета общего припуска, разработки технологического процесса, выбора баз, обо­ рудования, приспособлений, рабочего режущего инструмента и порядка заполнения технологической документации.

Во второй главе излагаются вопросы базирования деталей при обработке их в приспособлениях; освещаются принципы конструи-

ГЛАВА 1

ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

§ 1. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ

Продуктом конечной стадии инструментального производства является изделие [11]. Изделием может быть как однодётальный режущий инструмент (сверло, метчик, протяжка, фреза, долбяк, шевер), так и сборный многодетальный режущий инструмент (резьбо­ нарезная и накатная головки, муфтонарезной и муфторасточной патроны, сборная фреза, сборная развертка). Часть изделия назы­ вается деталью. Деталь, изготовленная из однородного по наимено­ ванию и марке материала, без применения сборочных операций, и является первичным звеном всякой сборки.

Для изготовления изделий (режущих инструментов) на инстру­ ментальный завод с металлургических заводов поступают инстру­ ментальные быстрорежущие, легированные и другие стали, твердо­ сплавные пластинки и другие материалы. До запуска в производство стали подвергают контролю в химической и металлографической лабораториях завода с целью проверки химического состава, струк­ туры, величины обезуглероженного слоя, карбидной неоднородности и т. д., после чего ее хранят на складе металлов.

В конструкторском отделе завода создают новые образцы ре­ жущих инструментов и совершенствуют существующие конструкции. В экспериментальных цехах проверяют новые образцы, уточняют й доводят их. В технологическом отделе завода разрабатывают тех­ нологические процессы изготовления новых изделий и непрерывно совершенствуют действующие технологические процессы, конструи­ руют рабочие режущие и измерительные инструменты и специальные приспособления.

Инструментальный цех завода изготовляет необходимый режущий

иизмерительный инструменты, специальные приспособления, пере­ тачивает рабочие режущие инструменты. Изделия как в процессе обработки, так и после обработки контролируют работники ОТК»

инаконец, после изготовления их передают на склад готовых изде­ лий, где их консервируют (смазывают специальным составом для предупреждения возникновения коррозии), упаковывают и затем хранят.

Итак, всю совокупность действий, проводимых над металлом с момента его поступления на склад и до получения из него готового изделия, сдачи его на склад готовой продукции, называют произ­ водственным процессом. Часть производственного процесса, содер-

5

жащая действия по изменению и последующему определению со­ стояния предмета производства, называется технологическим про­ цессом.

Режущий инструмент изготовляют постепенным .изменением формы заготовок в процессе их обработки на различных металло­ обрабатывающих станках. Для придания режущему инструменту хороших режущих свойств его подвергают термической обработке, после чего он приобретает свойства, отличные от незакаленного металла, так называемую красностойкость. Таким образом, всякая заготовка инструмента, выданная со склада металлов и переданная для изготовления в механический или инструментальный цехи, постепенно превращается в готовое изделие, имеющее окончательные размеры, форму и свойства, которые обусловлены рабочим чертежом и техническими требованиями. Аналогично технологический процесс сборки представляет собой часть производственного процесса, не­ посредственно связанную с последовательным соединением деталей в сборочные единицы (промежуточная сборка), соединение сборочных единиц и отдельных деталей в изделие (общая сборка). Итак, тех­ нологическим процессом называют совокупность действий, прово­ димых над заготовкой для превращения ее в готовое изделие в целях придания изделию размеров, формы и механических свойств согласно рабочему чертежу и техническим условиям.

Технологический процесс изготовления всяких изделий вклю­ чает в себя одну или несколько технологических операций.

Технологической операцией или операцией (краткая форма этого термина) называется законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Рабочим местом называется участок производственной площади, на котором установлено соответ­ ствующее оборудование и устройства, необходимые для выполнения определенной работы. В качестве примера операции, выполняемой одним рабочим, можно привести обработку исходной заготовки ци­ линдрической фрезы на револьверном станке, где сверлится отвер­ стие, обтачивается наружная цилиндрическая поверхность, подре­ зается торец, растачивается и развертывается отверстие, протачи­ вается внутренняя выточка. Все эти действия представляют одну операцию, так как их выполняют на одном рабочем месте. Примером операции, выполняемой несколькими рабочими, может быть тот случай, когда заготовку нельзя снять со станка и она обрабатывается несколько смен.

Каждая операция может иметь один или несколько установов. Установ — это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки на станке или собираемой сборочной единицы. Как только эта заготовка будет установлена на данном станке в другое положение, это будет второй установ. Например, для того, чтобы обточить наружную поверхность той части заготовки, которая была закреплена в патроне, нужно вынуть заготовку из патрона, повернуть на 180° и закрепить в том же патроне другим уже обработанным концом. Это будет второй установ.

6

Каждая операция может состоять из одного или нескольких технологических переходов или просто переходов. Технологический переход — это законченная часть технологической операции, ха­ рактеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверх­ ностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. В разо­ бранном выше примере обработки на револьверном станке каждое из перечисленных действий — сверление отверстия, обтачивание наружной цилиндрической поверхности, растачивание и разверты­ вание отверстия — является технологическим переходом или просто переходом.

Технологическая операция включает в себя вспомогательные переходы. Вспомогательный переход — это законченная часть тех­ нологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, раз­ меров и шероховатости поверхностей, но необходимы для выполне­ ния технологического процесса, например установки заготовки, смены инструмента и т. д.

Технологический переход состоит из рабочих ходов. Рабочий ход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости по­ верхности или свойств заготовки. Переход может состоять из одного или многих рабочих ходов (при снятии большого припуска) и харак­ теризуется неизменным режимом резания. Технологический переход состоит и из вспомогательных ходов. Вспомогательный ход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из одно­ кратного перемещения инструмента относительно заготовки, не со­ провождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверх­ ности и свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабо­ чего хода. Сюда можно отнести подвод‘и отвод инструмента.

В некоторых операциях, как например при работе на многошпин­ дельных автоматах и полуавтоматах, заготовка может обрабаты­ ваться не в одной, а во многих позициях. Следовательно, в данном случае позиция — это фиксированное положение, занимаемое не­ изменно закрепленной обрабатываемой заготовкой относительно инструмента (или инструментов) для выполнения определенной части операции.

Заготовка — это предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготовляют деталь или неразъемную сборочную единицу. Заго­ товка перед первой технологической операцией называется исход­ ной заготовкой. ^

Для изготовления любого изделия, простого или сложного, должен быть разработан технологический процесс. При проектиро­ вании технологического процесса устанавливают размеры и форму заготовки, последовательность операций, операционные припуски и допуски, оборудование, приспособления, инструмент и т. д. На вся­ ком предприятии соблюдение технологического процесса является обязательным условием выпуска доброкачественной продукции и

7

достижения высокой производительности труда. Отклонения техно­ логического процесса обычно приводят к потерям из-за брака загото­ вок, к снижению производительности труда. Поэтому задачей тех­ нолога является не только проектирование технологического про­ цесса, но и полное осуществление его в цехе и контроль за его испол­ нением.

§2. ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВ

Вмашиностроении различают следующие основные типы про­ изводства: единичное, серийное и массовое.

Единичным называют такое производство, при котором изделия изготовляют по одной штуке или по несколько штук. Номенклатура изготовляемых инструментов в единичном производстве велика (порядка сотен и несколько тысяч типоразмеров) и разнообразна. Изделия изготовляют по отдельным заказам потребителей, которые не повторяются вовсе или повторяются через неопределенные про­ межутки времени.

Серийным производством называется такое производство, в ко­ тором изделия изготовляются партиями регулярно повторяющимся

через определенные промежутки времени. Серийное производство в инструментальной промышленности организуется для изготовле­ ния изделий одного вида, например спиральных, сверл с цилиндри­ ческим и коническим хвостовиками из быстрорежущей стали и осна­ щенных пластинками твердого сплава; метчиков машинно-ручных, гаечных прямых и с изогнутым хвостовиком; круглых плашек; фрез цельных дисковых трехсторонних, пазовых, цилиндрических, тор­ цовых, полукругло-выпуклых и вогнутых и т. д. Для этого выде­ ляются участки в цехе с замкнутым циклом обработки изделий одного вида, либо, в зависимости от программы, производство таких изделий сосредоточивается в цехе. При этом номенклатура размеров изго­ товляемых изделий данного вида достаточно большая — до 300 типо­ размеров.

Итак, суммируя все изложенное о серийном производстве, можно дать следующее определение. Серийным называют такое производ­ ство, в котором на участке или в цехе с замкнутым циклом обра­ ботки при годовом выпуске изделий, достаточном для нормальной загрузки оборудования, изготовляется один вид изделия при номен­ клатуре, доходящей до 50—300 типоразмеров.

Серийное производство, которое имеет признаки единичного производства, называется мелкосерийным производством. Мелко­ серийное производство организуется для изготовления одного вида изделия, например протяжек, червячно-модульных фрез, долбяков, шеверов и т. д. При этом номенклатура может доходить до несколь­ ких сотен типоразмеров. При этом изделия изготовляют по заказам потребителей, которые не повторяются вовсе или повторяются через определенные или неопределенные промежутки времени. Изделия изготовляют партиями 3—5 шт. и более в операционной партии.

'Серийное производство, имеющее признаки массового производ­ ства, называется крупносерийным производством. Это такое произ­

8

водство, в котором на участке, в цехе, на заводе при годовом вы­ пуске изделий, достаточном для нормальной загрузки оборудования, изготовляется один вид изделия при номенклатуре от 2 до 12 типо­ размеров. В этом типе производства движение деталей от одного рабочего места к другому осуществляется непрерывно по принципу потока. Однако' этот поток прерывается всякий раз при переходе с одного типоразмера на другой вследствие неизбежной переналадки оборудования. Такое производство называют прерывно-поточным.

Следует также отметить, что на одном и том же заводе и даже в одном и том же цехе могут существовать различные типы про­ изводства. В связи с подобным делением производства на выше­ приведенные типы серийное производство часто называют средне­ серийным.

Приведенные выше цифры типоразмеров изделий, особенно это касается минимальной цифры диапазона для серийного производства и максимальной цифры диапазона для крупносерийного производства, являются условными. Точно указать границу перехода серийного производства в крупносерийное затруднительно. Все будет зависеть от конкретных обстоятельств.

Массовым называется такое производство на заводе, в цехе, участке с замкнутым циклом обработки, в котором изготовляется изделие одного типоразмера. В этом производстве заготовки от одного рабочего места к другому движутся непрерывно по принципу потока. Поэтому этот тип производства называют поточно-массовым. Ряд технологических методов, которые возникли в поточно-массовом производстве, с успехом применяются не только в серийном произ­ водстве, но даже в единичном, например в единичном и мелкосерий­ ном производстве червячно-модульных фрез применяют заточные полуавтоматы для шлифования передней поверхности этих фрез с целью получения весьма точной разбивки по окружному шагу.

Крупносерийное и массовое производство организуется по поточ­ ному признаку и характеризуется установлением определенного такта выпуска. Такт выпуска — это интервал времени, через кото­ рый периодически производится выпуск изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения:

где Тд — действительный фонд времени в часах или в минутах за

(месяц, смену, час).

Величина такта означает, что на всяком рабочем месте время обработки заготовки должно быть равно или меньше вычисленного такта. Однако время обработки на рабочем месте может быть и больше такта, но при непременном условии, что время обработки будет равным величине такта или несколько меньше его. Поэтому для изготовления потребуется не одно рабочее место (или станок); а два (или два станка), три (или три станка) и т. д.

9