1.4 Порядок і послідовність розробки технологічних процесів обробки деталей

Розробка технологічних процесів обробки деталей виробів - досить складне, комплексне та багатоваріантне завдання (рис. 1.4.1), вирішення якого вимагає ґрунтовних знань, доброї практики і майстерності.

Головними об'єктами моделі є кадрове, технічне забезпечення та технологічні середовища. Здійснюється технологічна дія матеріального, енергетичного Е_о(t_к) та інформаційного типів I_o(t_k) на деталі чи вироби, реалізуючи процес технологічних перетворень заготовок у деталі, які мають вхід V вихід W.

Технологічні перетворення мають зворотний зв'язок із об'єктами забезпечення системи. Зворотний зв'язок використовується для одержання відомостей про кількісні та якісні параметри таких перетворень, а також для забезпечення можливості багаторазового використання засобів технологічної дії при їх поточності та неперервності функціонування. Всі об'єкти системи технологічних перетворень проходять у просторі та часі, тому між ними є тісні просторово-часові відношення. Вхідні дії, що надаються системі, вказують на різний вплив на технологічні перетворення, які в свою чергу впливають на інші технологічні та нетехнологічні системи, в тому числі на навколишнє середовище. Головними завданнями вхідних дій є забезпечення необхідної структури об'єктів, реалізація їх потрібної поведінки, відновлення потоків технологічної дії знарядь і засобів обробки на деталі. Вхідні дії складають узагальнені дії матеріального, енергетичного та інформаційного типів. При цьому вказані діяння можуть бути як позитивними, так і негативними, шкідливими, що погано впливають на якісні показники деталей та навколишнє середовище. Під час розробки технологій необхідне врахування всіх діючих вимог, в тому числі і неявних.

Основні ознаки прогресивних технологій нового покоління представляються категоріями якісно нової сукупності властивостей деталей як причина і якісно нова міра корисності деталей - як наслідок. З розвитком технології покращуються властивості як деталей, так і виробів з них: геометричних, механічних, кінематичних, оптичних та інших. Особливостями прогресивних технологій є: наукомісткість, висока інформаційність і комп'ютеризація, високий рівень електрифікації та енергозабезпечення, оптимальність технологічного процесу, нові методи перетворення виробів, прогресивні способи виробництва, високий ступінь автоматизації усіх рівнів, стійкість і надійність, відкритість до розвитку, екологічна чистота. Забезпечується це висококваліфікованими кадрами, прогресивними технологічними системами і спеціальними технологічними середовищами з використанням сучасного автоматизованого технологічного обладнання та оснащення, новими принципами їх роботи, системами діагностики, контролю та управління.

У таких технологічних процесах механічної обробки деталей спостерігаються:

1. поліпшення концентрації та паралелізм технологічних процесів обробки, що веде до підвищення продуктивності;

2. нетрадиційні прогресивні просторові структури технологічних зон обробки (багатомірні циклічні структури), які розширюють їх технологічні можливості;

3. компонування технологічних областей обробки лінійними, поверхневими й об'ємними структурами з їх компоновкою у виробничі комірки і просторові структури з можливістю їх застосування;

4. підвищення ступеня компактності структури за рахунок збільшення щільності технологічних процесів обробки;

5. поточність функціонування технологічних областей обробки і підвищення їх інтенсивності;

6. інформаційність технологій, зниження маси технологічних систем з підвищенням їх енергозабезпеченості;

7. технології та технологічні системи з використанням принципів механотроніки;

8. спрощені функціональні структури за рахунок суміщення різних функцій технологічних систем з їх використанням за допомогою транспортних функцій та навпаки.

Розроблений загальний теоретичний підхід до створення та функціонування нетрадиційних технологічних систем, що мають якісно нові властивості та можливості, дозволяє проектувати потоково-просторові технологічні системи неперервної дії таких видів:

1. технологічні системи високої та надвисокої продуктивності;

2. технологічні системи неперервної дії для тривалих циклів технологічної дії, наприклад, термічної, хімічної, фізико-хімічної та інших;

3. технологічні системи неперервної дії для комплексної обробки деталей;

4. гнучкі технологічні системи неперервної дії.

Технологічний процес розробляється аналітичним або аналоговим методами. За аналітичним методом технологічний процес отримується в результаті аналізу закономірностей конструкції деталі та технології стосовно кожної конкретної деталі виробу. У випадку аналогового методу технологічний процес отримується внаслідок коректування заздалегідь відомої технології для деталі певного типу стосовно особливостей конкретного виробництва.

При аналітичній розробці технологічного процесу проводиться виділення в оброблюваній деталі елементарних поверхонь, їх аналіз і синтез (у разі необхідності відпрацьовується конструкція деталі на технологічність), аналіз можливої їх обробки, забезпечення якості, потрібне для цього обладнання та оснащення. При цьому широко використовується довідникова та інформаційна література. На підставі цього виконується підбір конкурентоспроможних варіантів обробки поверхонь деталей та оптимізація обробки кожної поверхні. Послідовність переходів встановлюється за конструкційною сукупністю елементарних поверхонь та технологічними етапами обробки. При цьому кожний перехід є окремою технологічною операцією з відповідним оснащенням. Розрізнений набір переходів за рахунок використання конструкційних і технологічних закономірностей та уніфікації впорядковується у послідовність обробки для цілої деталі. Конструкційні закономірності закладаються у компоновці поверхонь деталі, а технологічні встановлюються етапами обробки. Загалом формується єдиний технологічний процес, розроблений на основі диференціації, оскільки використання простого інструменту виділяється в окрему операцію. За рахунок переходу від простих інструментів до складних починають використовуватись концентровані варіанти технологічного процесу з блочними переходами, позиціями, установами та операціями. Конкурентоспроможними варіантами можуть бути такі, що відповідають конкретним умовам реалізації за прийнятими методами обробки, технологічному обладнанню та оснащенню, організації процесу. За оцінкою допустимості варіантів технологічних процесів за конкретними виробничими умовам и створюються необхідні умови для визначення відносно оптимального варіанта технологічного процесу обробки деталі. За встановленим варіантом процесу вирішується решта технологічних завдань, таких, як визначення припусків, розмірний аналіз процесу, вибір обладнання та оснащення, розрахунок режимів різання, норм часу іт.д. Аналітичний метод розробки технологічних процесів відносно складний, але він дозволяє опрацювати проблеми оптимальної уніфікованої технології.

Алгоритм аналогової розробки технологічних процесів дещо інший. Спочатку здійснюється ідентифікація деталі за класифікатором на підставі вихідних даних, креслення деталі, уніфікованих технологічних процесів. Після формування оброблюваних поверхонь серед уніфікованих технологічних процесів шукається процес-аналог для конкретної деталі. Маючи повний набір технологічних даних, здійснюють їх оцінку щодо можливого застосування. Креслення деталі послідовно перетворюється в операційні ескізи, за якими і беруться потрібні дані для наступного порівняння по операціях уніфікованого технологічного процесу.

Порівняння рекомендується починати з кінця, тобто з останнього переходу кінцевої операції, потому проводиться послідовне коректування даних. Після такого багаторазового порівняння та коректування формуються технологічні операції і маршрут деталі, які оцінюють за виробничими умовами. Якщо така оцінка буде незадовільною, то в разі неможливості коректування одержаного процесу переходять до аналога уніфікованого технологічного процесу, і розроблення повторюється за новим методом. Основи методики відображені у стандартах ЄСТВ, а загальні правила викладені у Р50-54-93-88 розвинуті в інших стандартах. За цими стандартами та теоретичними напрацюваннями вказуються основні етапи методики розробки технологічних процесів:

1. Аналіз вхідних даних для розробки технологічного процесу.

2. Визначення типу виробництва та організаційної форми роботи.

3. Вибір відомого типового, групового технологічного процесу чи пошук одиничного процесу як аналога чи навіть прототипу.

4. Відпрацювання технологічності конструкції деталі за умовами її конкретного виготовлення.

5. Встановлення вихідної заготовки та методів її одержання.

6. Вибір технологічних баз і схем базування.

7. Розрахунок точності установки та лімітуючої обробки деталі.

8. Складання технологічного маршруту виготовлення деталі.

9. Розробка технологічних операцій та коректування технологічного маршруту. Визначення типу потрібного технологічного обладнання.

10. Встановлення технологічного оснащення (пристосування, різальний, вимірний та допоміжний інструмент).

11. Вибір організаційно-технічної форми контролю.

12. Визначення величин припусків, міжопераційних розмірів і допусків.

13. Розрахунок і вибір режимів різання у випадку встановленої обробки деталей.

14. Вибір за потужністю, точністю та іншими характеристиками моделі верстата, коректування режимів різання.

15. Нормування технологічних операцій.

16. Встановлення складності роботи та оплати за неї.

17. Визначення вимогтехнічної та екологічної безпеки.

18. Розрахунок і обгрунтування технічної та економічної ефективності розробленого технологічного процесу.

19. Оформлення технологічної документації процесу виготовлення деталі виробу згідно з діючими стандартами.

20. Організація виробничої дільниці (планування, переміщення деталей, запаси, транспорт і т.д.).