19. Концентрация и дифференциация технологических операций при различных типах производства изделий

Есть еще 2 научн. принципа при разработке ТП: прин-п концентрации и дифференциации. При разработке тех проц проектировщик первоначально разбирается с числом тех операций . Принцип концентрации тех операций- объединения ряда операций в одну.При дифференциации заключается в разделении 1 сложной операции на несколько простых. Основным критерием фактора, опред. степень дифференциации процесса является тип производства и соответственно, связан. с этим объем производства. Чем больше серийность выпуск. машин и меньше их номенклатура, тем на большее число операций можно расчленить тех процесс и при этом получить ряд преимуществ. Чем больше простых операций, тем более просты станки, при это упрощается работа на станках, следовательно применяем низкоквалифицированый труд. Трудоемкость минимальная, производительность высокая. Концентрация операций: совмещение сверление и зенкерования при обработке отверстий при помощи комбинированного инструмента сверло-зенкер ( используется в массовом производстве). При серийном так же есть плюсы: 1. Повышение точности, не надо переустанавливать(погрешность базирования отсутствует) 2. Увеличение производительности труда за счет одновременной обработки нескольких поверхностей. Наивысшей степенью концентрации тех операции обладает тех процесс обработки детали типа центр.

20. Особенности разработки технологических операций

1. Изучение исходных данных: годовая программ, раб чертежи, требования к детали, условия работы детали, перечень оборудования на производственных участках. Особенность проектирования маршрутных тех процессов явл.: 1. Четкое усвоение алгоритма проектирования. 2. Необходима чтобы заготовка была выполнена по современным требованиям и использование энергосберегающих и экологически чистых методов (центробежное литье по сравнению с песчанно-глинистой формой). Форма заготовки должна быть максимально приближена к форме детали, однако метод не должен быть дорогостоящим. Технолог должен обращать внимание на суммарные затраты как на изгот. заготовки так на последующею мех обработку. В результате возникает многовариантность предлагаемых технических решений. Одновременно с выбором заготовки необходим назначать припуск на мех обработку, чтобы рассчитать массу заготовки (ГОСТ 1855-55-для олива из СЧ; ГОСТ 2009-55 –из стали; 2590-71 – сталь прокат; ГОСТ7829-70 – сталь, ковка на молотах; ГОСТ 7062-79 штампы. Необходима учитывать возможные дефекты и неровности на заготовит.операциях. Последовательность операций (маршрута): 1.изучение технолог. продукции; 2. Условие работы детали в узле. Особенностью составления маршрута явл. требования чертежа по термической и химико-термической обработке, где обычно требуют повышение твердости материала до НВ>270МПа. Если твердость выше то маршрут разбивают на 2-е стадии: 1.Черновая, получистовая обработка до ТО(терма обработка)- 9-7квалитет.2.Т.к. обрабатывать закаленную поверхность нельзя, то период ТО поверхности следует обработать лезвийным инструментом, например нарезание резьбы надо предохранить от закалки пов-ть. Чтобы начать разрабатывать последовательность операций, необходимо выбрать технолог. базу. В этом случаи необходимо различать 2 системы баз: черновая, чистовая. Черновая база использ. только на первых операциях, для получение чистовых баз. В качестве черновых баз надо выбирать поверхности достаточного размера, удобные для установки на кот. так же должны отсутствовать дефекты от предыдущей операции.При назначении баз следует учитывать: 1. Принцип совмещение баз (техническая = измерительной); 2. Принцип постоянства баз. На основании чертежа заготовки и схемы базирования на операциях составл. маршрут обработки , т.е. последовательность операций , которые направлены на достижение наивысшей точности на финишных операциях. Обычно сначала на 8-9 квалитетах, для основных формообразующих поверхностей. После этого местная обработка (лыски, канавки, пазы). Если требуется ТО, то она делается, а затем выполняем чистовую обработку, точность >8 квалитета и шероховатость Ra2,5 мкм. Легко повреждаемые поверхности обрабатываются на завершающих операциях (резьбы, полируемы поверхности). Выяснив последовательность обработки необходимо установить перечень рекомендуемых методов обработки (таблицы экономической точности). После этого нужно установить промежуточные припуски на каждую операцию, пользуясь справочником « Краткий справочник технолога тяжелого машиностроения» Сам перечень операций произв. нумерацией : 005 Фрезерно-центровальная операция. Маршрут обработки с экономической оценкой на каждой записыв. на маршрутн. карте, где указывается точное название операции, тип оборудования. Все это делается с учетом типового ТП аналога, после чего уст. трудоемкость обработки.В ряде случаем рисуются карты со сложными схемами базирования. Однако мелкосерийное производство обслуживается квалифицированными рабочими , то карты эскизов не рисуются. Если тип производства серийное, крупносерийный и массовый, то требуется полный комплект документации и разрабатываются специальные операционный карты, где указывается структура, содержание операций ( установки, позиции, переходы). Также предлагают разработать 2 – тех процесса, чтобы сравнить экономическую эффективность.

26. Выбор рационального варианта технологического процесса по себестоимости и производительности.

Производительность и себестоимость проектируемых ТП – прежде всего зависит от требуемого чертежом квалитета точности, заданной шероховатости поверхностей, а также рядом дополнительных требований по чертежу детали.

Рисунок 9.1 Соотношения штучно-калькуляционного времени и технологической себестоимости с квалитетом точности и шероховатостью.

Уменьшение допусков и шероховатости увеличивают трудоемкость и себестоимость по закону гиперболы, так как возрастает основное время из-за необходимости проведения дополнительных рабочих ходов и снижения режимов резания; при этом увеличивается вспомогательное время из-за необходимости дополнительного контроля, применения более дорогостоящих станков и другой технологической оснастки.При выборе наиболее рационального варианта обработки (для конкретных условий производства) во всех случаях необходимо одновременно учитывать производительность и экономичность.Наилучшим вариантом ТП признается тот, у которого сумма текущих и приведенных капитальных затрат на единицу продукции будет минимальной.

В эту сумму входят: зарплата операторам и наладчикам (основная и дополнительная) с начислениями на соцстрах, расходы по содержанию и эксплуатации машин и производственной площади и плата за основные доходы (т.е. рассчитывается технологическая себестоимость).

Сумму всех материальных затрат определяют:

1. Бухгалтерским методом

2. Элементный методом

1. При бухгалтерском методе – себестоимость изготовления детали ;

- себестоимость изготовления с вычетом суммы и сдачу отходов; руб.

- зарплата производственных рабочих; руб.

- сумма остальных цеховых расходов (в % от ), руб.

Недостатки метода: не пригоден для анализа вариантов, так как не выделяет составляющих цеховых расходов .

Достоинства: простота и оперативность.

2. Элементный метод – более точен (учитывает все составляющие технологической себестоимости). При этом, возможно не учитывать те затраты, которые не зависят от ТП и остаются неизменными при сопоставлении вариантов: (зарплата цеховых работников, внутрицеховой транспорт, текущий ремонт и амортизация зданий, сооружений и др.).

, руб.

- зарплата наладчиков с отчислениями;

- расходы на ремонт оборудования;

- расходы на электроэнергию;

- расходы на вспомогательные материалы (СОЖ, смазки и т.д.);

- амортизационные расходы;

- расходы на эксплуатацию и амортизацию инструмента;

- расходы на эксплуатацию и амортизацию приспособлений.

В некоторых случаях рассчитывают и срок окупаемости.

Разновидностью бухгалтерского метода расчета является метод часовых приведенных затрат. Для него себестоимость изготовления

- основная и дополнительная зарплата, начисления на страхование за физический час работы обслуживающих машин;

- коэффициент,

- часовые затраты на эксплуатацию и ремонт оборудования,

- нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (0,15);

- удельные часовые капиталовложения в станок;

- удельные часовые капиталовложения в здание.

Каждый технолог должен стремиться к снижению технологической себестоимости, так как в этом случае разработанный им ТП будет более конкурентоспособным. Для этого: выполняют более тщательное обоснование норм времени и других затрат, выполняют оптимизацию режимов резания и другие мероприятия.

27. Сущность, основные принципы и задачи автоматизации проектирования техпроцессов.

Сущность и основные принципы заключаются в том, чтобы научить технолога проектировать ТП с помощью ЭВМ.

Многие компьютеры не позволяют в ряде случаев выполнить данную работу, т.к. процесс проектирования предполагает много вычеслений и логических операций. Делают ставку на высокомощные компьютеры.

Множество технологических задач можно свести в 2 группы:

1. Составляет задачи, которые легко поддаются формализации.

К таким задачам отн:

-расчет режимов резания;

-расчет припусков на обработку;

-расчет норм времени.

Все решения сводятся к расчету по формулам. Для них легко составить алгоритм, однако таких задач не много.

2. Составл. задачи, кот. условно называют неформализованными, или логическими.

-разработка маршрутного ТП(выбор баз, загатовок, методов обработки, оборудование и инструмента)

Эти задачи объединяет то, что для них нет формальных методов решения, нет формул.

Известно, что проектирование техн. маршрута базируется на научных принципах типизации и групповой обработки деталей.

Разработка типового ТП на ЭВМ требует объединение нескольких типовых процессов в один обобщенный. С помощью ЭВМ обобщенный ТП может объединять до 8-20 типовых.

1 случай: обобщенный типовой маршрут составляют на комплексную деталь, которая включает в себя поверхности деталей данной группы или класса, используются принципы групповой технологии. Далее типовой обобщенный маршрут формализуется при помощи принятых кодов., записываются логические критерии, они служат для выбора последующих операций для каждой детали., выбора оборудования, оснастки и инструмента.

В системе САПР в алгоритм включен масссив данных, в которых есть режимы резания, формы расчета времени, время вспомогат, штучно-калькуляц. Сущ-т доп. алгоритм, кот позволяет оптимизироватьТП, в кот включаются технико- экономические расчеты.

2 случай: Если ориг деталь(турбина компрессора), для нее еще нет ТП.сущность подходов к разработке САПР проводится на основе синтеза множества известных переходов для отдельных поверхностей. Такой метод был разработан проф Цветковым.

В этом случае вначале устанавливается маршрут обработки каждой элементарной поверхности детали(конус, цилиндр), затем синтез последовательных переходов по обработке каждой элементарной поверхности, получаем маршрут обработки многопереходной операции.

окончательный выбор оптимального варианта-по эконом. показателям.

Основные задачи:

1. обработка сведений по детали, которые подаются в виде чертежа. В этом машина принимает сведения детали в виде буквенно-цифровом описании конфигурации

2. Ввести сведения в ЭВМ о парке станков в цехе, с характеристиками.

3. процесс автоматиз. ТП, т.е. составление обобщенного ТП

4. Распечатка результатов проектирования в виде технолог. карт, др. технологической документации.

28. Состав и структура САПР ТП.

САПР ТП состоит из :

• Подсистема общего назначения(СУ,ИПС,ККП,ФИД,ОТТД)

• Подсистема спец назначения(ПТТП,ПУП,ПС,ПИ,ПТПЭ)

Подсистема-это самостоят. программный комплекс, решающий некоторые опред. задачи, и функционирует независимо от друг. подсистем.Подсистема общего назначения осуществляет спецефич. функции(подготовит.) решения задач, к ним относят:

1. Система управления СУ-учет, контроль на территор. завода она связывает все системы и организует их работу.

2. Информац.-поисковая система ИПС-обслуживание машинного архива данных(справочники, ГОСТы).

3. Кодирования, контроля и преобразование информации ККП

4. Формирование исходных данных ФИД для автоматизации систем управления всего предприятия.

5. Оформление и тиражирования ТД ОТТД.

Подсистемы спец назначения(технолог. направленность) осуществляет функции технолог. проектирования, в состав системы входят:

1. проектирование типовых ТП (ПТТП)

2. Подготовка управляющих программ для станков с ЧПУ(ПУП)

3. Проектирование спец оснастки ПС

4. Проектирование инструмента ПИ

5. проектирование заготовок ПТПЗ

Совместное функционирование подсистем спец назначения обеспеч-ся подсистемой общего назначения, совместимость обеспечивается единой информац подсистемой ИПС. наличе в САПР ИПС , а также системы кодирования, контроля, а также преобразователя информации является строго обязательным.

Существует также деление САПР по видам обеспечения(6 видов):

1. техническое

2. математическое

3. программное

4. информационное

5. лингвистическое

6. методическое

7. 30. основные направления дальнейшего развития технологии машиностроения.

8. 1. Совершенствование и оптимизация существующих и разработка новых энерго- и материалосберегающих технологических процессов изготовления изделий машиностроения.В настоящее время существуют типовые технологические процессы изготовления различных деталей. Однако развитие заготовительного производства и самой технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов приводит к необходимости пересмотра этих типовых технологий с позиции оптимизации, энерго- и материалосбережения при изготовлении деталей машин. Так, возможность получения заготовок зубчатых колес с зубьями привело к пересмотру типовой технологии их изготовления, что позволило осуществить значительно материало- и энергосбережение, а, следовательно, снизить технологическую себестоимость зубчатых колес.Этим направлением практически занимаются все научные технологические школы и машиностроительные предприятия.

9. 2. Совершенствование и оптимизация существующих и разработка новых наукоемких, комбинированных технологических методов обработки заготовок.Это направление требует системного подхода и создания научных основ по целенаправленному совершенствованию существующих и разработке новых и комбинированных методов обработки заготовок. Это важно для желающих установить входную дверь.Совершенствование и оптимизация существующих методов обработки осуществляется по режимам, качеству обрабатываемой поверхности, точности обработки, энергозатратам, производительности и технологической себестоимости. Комплексной и наиболее перспективной оптимизацией естественно является оптимизация по технологической себестоимости.Новыми наукоемкими технологическими методами обработки являются методы, базирующиеся на использовании фундаментальных наук и явлений – физических, химических, электрических. К таким методам обработки относятся: отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием (ОУО ППД), электроэрозионная, электроимпульсная, электронно-лучевая, светолучевая, ультразвуковая, лазерная, магнитная, химическая и др.В свою очередь ОУО ППД включает в себя: обкатывание, раскатывание, накатывание, калибрование, дорнование, выглаживание, вибронакатывание, дробеструйная обработка, обработка инструментами центробежно-ударного действия.Лазерная технология (резка, сверление, гравировка, измерение, диагностика, балансировка, контроль качества) отличается большой гибкостью. Смена заготовки не требует замены инструмента.

10. К комбинированным методам обработки : электромеханическая, термомеханическая, химико-механическая, физико-химическая, механофизико-химическая, т. е. методы, которые базируются на 2-х и более явлениях (физических, химических, электрических).Это направление позволяет снизить себестоимость изготовления деталей, особенно из труднообрабатываемых материалов и повысить их качество.