Класифікація затрат робочого часу

Затрати робочого часу протягом робочого дня (за винятком обідньої перерви) поділяють на нормовані та ненормовані затрати.

До нормованих затрат відносять затрати, необхідні для виконання заданої роботи, і тому підлягають включенню до складу норми часу.

До ненормованих затрат робочого часу, які не входять до складу норми, відносяться втрати робочого часу (втрати часу внаслідок виконання робітником випадкової та невиробничої роботи, такої як виклик майстра чи наладчика, отримання документації, матеріалів і т.п.; перерви в роботі у зв'язку з організаційними та технічними причинами, пов'язані з простоями в очікуванні роботи крана, підсобного робітника, креслення, інструменту, з простоями через відсутність електроенергії і т.д.; втрати з вини робітника у зв'язку із запізненням та передчасним залишенням робочого місця, сторонні розмови і т.ін.).

Нормовані затрати робочого часу діляться на підготовчо-заключний час, оперативний час, час обслуговування робочого місця, час перерв на відпочинок та особисті потреби робітника.

Норма підготовчо-заключного часу Т_пі - це норма часу на підготовку робочих засобів до виконання технологічних операцій і повернення їх у початковий стан після закінчення роботи.

Норма підготовчо-заключного часу включає в себе затрати часу на підготовку до заданої роботи та виконання дій, пов'язаних з її закінченням; вона передбачає затрати на:

а) отримання матеріалів, інструментів, пристосування, технологічної документації та наряду на роботу;

б) ознайомлення з роботою, технологічною документацією, кресленням, отримання необхідних інструкцій;

в) встановлення інструментів, пристосувань, налагодження обладнання на відповідні розміри та режими роботи;

г) зняття пристосувань та інструменту;

д) здавання готової продукції, залишків матеріалів, пристосувань, інструменту, технологічної документації та наряду.

Т_пі затрачається один раз на всю партію деталей, що обробляються, які виготовляються без перерви за заданим робочим нарядом, і не залежить від числа виробів у цій партії. Величина Т_пі визначається за нормативами з врахуванням типорозміру верстата, пристосування, конструкції, маси заготовок та ін.

Норма оперативного часу Т_оп - це норма часу на виконання технологічної операції, яка складається з суми основного часу Т_о та допоміжного часу Т_в, що ним не перекривається, тобто:

Т_оп = Т_о + Т_в.

Норма основного часу Т_о - це норма часу на досягнення безпосередньо цілі даної технологічної операції чи переходу за кількісною та (чи) якісною зміною предмета праці.

Для всіх верстатних робіт основний час визначається відношенням величини шляху, пройденого оброблюваним інструментом, до його хвилинної подачі. Для токарних, свердлильних, різьбонарізних робіт, для зенкування, розгортування та фрезерування основний час визначається:

де: Тм - машинний час, хв.; L - довжина шляху інструмента, мм, яка розраховується у залежності L=L₁+L₁₁+L₁₂ (L₁ - довжина оброблюваної поверхні, мм; L₁₁ - величина врізання інструмента, мм; L₁₂ - величина перебігу інструмента, мм); і - число ходів; S_xв - подача, мм/хв. (хвилинна подача); n - частота обертання шпинделя чи фрези, хв^-1; S - подача за однин оберт шпинделя чи фрези, мм/об.; t - глибина різання на сторону, мм; Z - припуск на сторону, мм;

Норма допоміжного часу Т_в становить час на здійснення дій, що створюють можливість виконання основної роботи, яка є метою технологічної операції чи переходу та повторюється з кожним виробом чи через їх число (встановлення і зняття виробів, пуск та виключення верстата, підвід та відвід інструмента, переміщення стола чи супорту, заміри виробів, зміна інструмента чи його заміна, якщо це робиться на кожен виріб чи через визначене число виробів).

Час обслуговування робочого місця є частиною штучного часу, що затрачається виконавцем на підтримання засобів технічного оснащення в працездатному стані та догляд за ними і робочим місцем.

Час технічного обслуговування - це час, що затрачається на догляд за робочим місцем (обладнанням) протягом даної конкретної роботи (заміна інструмента, який затупився, його регулювання та підналагодження в процесі роботи, змітання стружки та ін.).

Час організаційного обслуговування - це час, що затрачається на догляд за робочим місцем протягом робочої зміни (час на розкладання та прибирання інструменту на початку та в кінці зміни, час на огляд та випробування обладнання, час на його змащення та чищення і т.п.).

Час на власні потреби - це частина штучного часу, що затрачається людиною на власні потреби та (при втомливих роботах) на додатковий відпочинок.

Технічно обґрунтована норма часу Т_шк складається з норми підготовчо-заключного часу на партію виробів, що обробляються, та норми штучного часу:

Т_шк =Т_ш +Т_пз/n,

де: Т_шк - норма штучно-калькуляційного часу; Т_пз - норма підготовчо-заключного часу на партію заготовок, що обробляються; n - кількість заготовок в оброблюваній партії.

Норма штучного часу визначається за формулою:

1.2.6. Типізація технологічних процесів

Велика різноманітність деталей машин за розмірами, формою, шорсткістю (при різноманітній програмі випуску), що виготовляються на різноманітному обладнанні з різною оснасткою, породжує різноманітність технологічних процесів та різноманітну затрату трудоємності на виготовлення навіть однорідних деталей.

Зменшення числа технологічних процесів та розробка загальних принципів їх проектування можуть бути здійснені на основі типізації технологічних процесів, що базуються на класифікації деталей за конструктивно-технологічною однорідністю. Під класифікацією деталей розуміють зведені в групи та класи деталі, близькі за своєю конструктивно-технологічною однорідністю - розміром, величиною випуску, отриманням заготовки, формою, точністю спільного способу їх виготовлення. Типізація технологічних процесів - це групування виробів, що виготовляються, за загальними технологічними ознаками: загальності форм, розмірів і технологічного процесу.

Ідея типізації технологічних процесів у машинобудуванні належить А.П.Соколовському. Класифікація всіх деталей, за А.П.Соколовським, містить 15 класів: 1) вали; 2) втулки; 3) диски; 4) ексцентрикові деталі; 5) хрестовини; 6) важелі; 7) плити; 8) шпонки; 9) стійки; 10) кутники; 11) бабки; 12) зубчасті колеса; 13) фасонні кулачки; 14) ходові гвинти; 15) дрібні кріпильні деталі.

До машин середнього розміру застосовують класифікацію Ф.СДем'янюка; що складається з шести класів: 1) корпусні деталі; 2) круглі стержні; 3) порожнисті циліндри; 4) диски; 5) не круглі стержні; 6) кріпильні деталі. П'ять перших класів за розмірами деталей розділяють на чотири групи: а) великі; б) середні; в) невеликі; г) дрібні. Шостий клас складається з однієї групи. До автомобільних деталей застосовують окремі класи, до яких входять нижче перераховані деталі.

Перший клас (корпусні деталі): блоки циліндрів, картери, коробки передач, задніх мостів, масляних насосів, кришки блоків, циліндрів, коробок передач, стійки, кронштейни.

Другий клас - круглі стержні (вали): гладкі вали, ступінчасті, пустотілі, колінчасті та кулачкові, вали з фланцями, шестернями, фасонними поверхнями, колінчасті та розподільні вали двигунів, хрестовини карданних валів, вали з шестеренчастими вінцями, гальмівні кулаки, поворотні кулаки та ін.

Третій клас - порожнисті циліндри (втулки): маточини коліс, чашки сателітної гільзи, втулки, вкладиші підшипників.

Четвертий клас (диски): шківи, маховики, колеса, диски щеплення, гальмівні барабани, кільця роликових та кулькових підшипників, фланці, плоскі циліндри та конічні шестерні.

П'ятий клас - не круглі стержні (важелі): лонжерони рам, балки передніх осей, шатуни двигунів, важелі всіх видів, вилки перемикання коробок передач, гальмівні колодки та ін.

Шостий клас (кріпильні деталі): гайки, болти, шпильки, шпонки, шайби та ін.

До вказаних класів входить велика кількість деталей, різноманітних за формою, розмірами та іншими параметрами, тому в різних умовах конкретні технологічні процеси виготовлення деталей даного класу різні. Однак у кожному з даних конкретних процесів є загальні елементи, які і повинні складати зміст типового технологічного процесу. Цими загальними елементами є: єдиний найбільш унікальний спосіб отримання заготовок, спосіб базування, послідовність виконання операцій механічної обробки, тип обладнання, наближена трудоємність виготовлення деталей класифікаційної групи, що застосовується до програми випуску. Таким чином, типовий процес є загальносхематичним процесом виготовлення деталей однієї групи даного класу, за яким можна зіставити конкретний технологічний процес виготовлення деталі даної групи в реальних виробничих умовах.

Загальність технології виготовлення типових деталей. Перш ніж навести приклад конкретного технологічного процесу виготовлення деталі, доцільно навести загальні операції, властиві типовим деталям різних класів. Розглянемо це питання стосовно класифікації та методики Ф.С. Дем'янюка.

І клас - корпусні деталі.

1. Заготовка - виливка із сірого ковкого чавуну та кольорових металів.

2. Базування по основній площині та двох отворах.

3. Чорнова та чистова обробка площин.

4. Чорнове та чистове розточування основних отворів.

5. Обробка невеликих площин, свердління та нарізання різьби в малих отворах (вторинні операції).

6. Гідравлічне випробування.

7. Доведення основних площин та отворів.

II клас - круглі стержні (вали).

1. Заготовка з прутка чи труби, штамповка, інколи відливка.

2. Базування в центрах та на шийках.

3. Чорнова та чистова обточки, потім - другої сторони. Для довгих валів - попереднє обточування та шліфування шийок під люнет. Обробка фасонних поверхонь.

4. Обробка вторинних поверхонь.

5. Термообробка.

6. Шліфування шийок, отворів.

7. Балансування.

8. Доведення основних поверхонь.

III клас - порожнисті циліндри (втулки).

1. Заготовка - відливка, штамповка, з труби, листа чи стрічки.

2. Базування по зовнішній чи внутрішній поверхнях та торцю.

3. Чистова і чорнова обробка зовнішньої та внутрішньої сторони й торців з однієї, а потім - з іншої сторони.

4. Виконання другорядних операцій.

5. Кінцева обробка внутрішньої, а потім зовнішньої поверхні.

6. Доведення точних розмірів.

IV клас - диски.

1. Заготовка - лиття, гаряча та холодна штамповка, заготовки з прутка чи труби.

2. Базування по зовнішній та внутрішній поверхнях й торцю, а потім виточці чи бортику та одному отворі.

3. Обробка торця і частини внутрішньої й зовнішньої циліндричних поверхонь з однієї, а потім з іншої сторони начорно та начисто.

4. Обробка фасонних поверхонь.

5. Виконання вторинних операцій.

6. Термообробка.

7. Обробка точних торцевих та внутрішніх поверхонь.

8. Обробка фасонних поверхонь.

V клас - некруглі стержні (важелі).

1. Заготовки - лиття, гарячекатана штамповка, штамповка з листа.

2. Базування по стержню та головці, а потім - по отвору та оброблюваній поверхні головки.

3. Чорнова та чистова обробка частини площин.

4. Свердління, розточування основних поверхонь.

5. Виконання другорядних дрібних операцій та обробка неробочого профілю.

6. Обробка основних отворів та їх торців.

VI клас - кріпильні деталі. Точіння чи висадка на автоматі. Операції з дороблення на різьбонарізних, різьбонакатних, фрезерних та свердлильних верстатах.

1.4 ПОРЯДОК І ПОСЛІДОВНІСТЬ РОЗРОБКИ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ОБРОБКИ ДЕТАЛЕЙ

Рис. 1.3.1. Модель системи технологічних перетворень.

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.).

1.4.1. Вимоги та загальні правила розробки технологічних процесів

До розробки оптимального варіанта технологічного процесу ставляться такі вимоги:

1. Вибрані форми організації виробництва на дільниці цеху повинні бути найбільш сучасними, відповідати типу виробництва (неперервні, перервні та групові потокові лінії, предметно-замкнуті дільниці і т.п.).

2. Заготовка за формою та розмірами має максимально наближатись до готової деталі, ступінь наближення залежить віл програми випуску, у випадку більшої програми наближення повинне бути більш повним. У цьому випадку припуски заготовки і наступний обсяг механічної обробки мінімальний.

3. Послідовність, структура операції повинні вибиратися так, щоб забезпечувалось якісне виготовлення деталей при мінімальних часових і грошових затратах. Важливим при цьому є застосування сучасних, найбільш ефективних методів і видів обробки.

4. Вибране обладнання має бути високопродуктивним, потужним, на якому можна було б сконцентрувати значну кількість операцій. Під час яких використовувалася б одночасно велика кількість різальних інструментів з автоматизацією різних допоміжних робіт. Слід обмежити використання унікальних та дорогих верстатів.

5. Вибрані технологічні пристосування повинні бути високопродуктивними, ефективними, точними, з малим часом встановлення та зняття деталей.

6. Вимірювальний інструмент має бути, якщо це можливо, стандартним, досить поширеним.

7. Вибраний різальний інструмент повинен забезпечувати високі режими різання під час обробки даного матеріалу на вибраному обладнанні, бажано користуватися нормальним різальним інструментом.

8. Припуски на механічну обробку мають бути раціонально розподілені на чорнову, чистову і викінчувальну обробку деталі.

9. Визначені режими різання повинні бути оптимальними, тобто в процесі обробки має максимально використовуватись потужність верстата і стійкість різального інструменту.

10. Схема розміщення обладнання за технологічним процесом на дільниці повинна забезпечувати максимальне збереження неперервності виготовлення та мінімальні транспортні переміщення.

11. Норми часу щодо розробленого технологічного процесу повинні бути технічно обгрунтованими.

12. Транспортне обладнання для передачі деталей між обладнанням має бути правильно вибране та розміщене.

13. Організація робочого місця на кожній операції повинна бути раціональною.

Загальні правила розробки технологічних процесів і вибору засобів технологічного оснащення регламентуються стандартами. Розробка проводиться для деталей, конструкція яких відпрацьована на технологічність та які згруповані за конструкційними і технологічними ознаками з врахуванням умов виробництва. Розробка технологічних процесів загалом включає комплекс взаємозв'язаних робіт: вибір заготовок і технологічних баз, типового технологічного процесу, визначення послідовності та змісту технологічних операцій, визначення, вибір і замовлення нових засобів технологічного оснащення, встановлення та розрахунок режимів обробки, нормування процесу, визначення професій та кваліфікації виконавців, організацію виробничих дільниць, вибір засобів механізації та автоматизації елементів технологічних процесів і внутрішньоцехових засобів транспортування, складання, планування виробничих дільниць і розробку операцій переміщення деталей та відходів, оформлення робочої документації на технологічні процеси. Склад і послідовність робіт зумовлюються складністю деталей та типу виробництва.

Під час розробки технологічних процесів можуть використовуватися такі види техніко-економічної інформації: технологічний класифікатор об'єктів виробництва, класифікатор технологічних операцій, система позначення технологічних документів, Стандарти ЄСТД, типові технологічні процеси та операції, нормативи технологічних режимів, матеріальні та трудові нормативи, каталоги технологічного обладнання та оснащення.

1.5. МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ МАРШРУТУ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ

Під час розробки технологічного процесу виділяють два взаємозв'язані етапи роботи. Перший - формування технологічного маршруту, тобто визначення кількості та послідовності необхідних операцій із закріпленням їх за обладнанням, другий - визначення оптимальної структури окремих операцій. При цьому слід зазначити, що коли перший етап роботи зумовлюється характеристиками і насамперед конфігурацією та точністю оброблюваних деталей, то другий залежить не лише від характеристики цих деталей, але й від програми випуску продукції.

Оскільки від якості розробки технологічних процесів великою мірою залежать якість деталі та продуктивність обробки, то розробці технологічних процесів завжди приділяється дуже багато уваги і ця робота доручається, як правило, досвідченим, висококваліфікованим інженерам-технологам. Однак, як відомо, досвід набувається лише в результаті багаторічної праці, і не всі молоді інженери, яким доводиться це робити, такий досвід вже мають. У зв'язку з цим вчених та інженерів давно цікавить питання про те, як в існуючих умовах забезпечити високу якість розробки технологічних процесів незалежно від наявності досвіду проектувальників.

Перший можливий шлях вирішення цього питання вказав проф.Л.П. Соколовський, що висунув ідею типізації технологічних процесів. Суть її полягала в тому, що однотипні, тобто геометрично подібні деталі, мають подібні технологічні маршрути механічної обробки. Якщо провести відповідну класифікацію деталей машин, розділивши їх на певну кількість класифікаційних категорій до класів та типів включно, причому під типом розуміються геометрично подібні деталі, що мають подібні технологічні процеси, то, розробивши раз ці процеси, можемо надалі використовувати їх для всіх деталей такого типу. Другий можливий шлях здійснення якісної розробки технологічних процесів - це теоретично обґрунтована розробка з використанням загальних принципів і теоретичних положень технології машинобудування, зокрема теорії базування та правил вибору чорнових і чистових баз. Але тут на перше місце висувається методика розробки високоефективних технологічних процесів.

Основні принципи технології машинобудування, які використовуються в теоретично обґрунтованій розробці технологічних процесів, такі: принцип розділення чорнових та чистових операцій, принцип концентрації і диференціації операцій, принцип єдності баз та принцип перенесення найточніших операцій на кінець технологічного процесу.

Формуючи маршрут технологічного процесу, треба визначити назви й кількість операцій та встановити їх черговість. Перше завдання розв'язується зазвичай простіше, ніж друге, тому що для його розв'язання не треба особливо глибоких знань, а цілком вистачає знати, які роботи можуть виконувати основні металорізальні верстати та на яких верстатах доцільно проводити обробку основних поверхонь типових деталей виробів. Друге завдання, тобто встановлення черговості операцій, де що складніше, воно вимагає знання методики розробки технологічних процесів, основ теорії базування деталей, правил вибору чорнових і чистових баз та інших основних принципів технології машинобудування. Як правило, вибір черговості операцій починається з вирішення двох питань: чи доцільно застосовувати в такому випадку допоміжні бази або інші та яку чи які з поверхонь слід прийняти за чорнову базу? Ствердна відповідь на перше питання може бути в більшості випадків. Так буває під час обробки різного роду валів, багатовісних і корпусних деталей. Відповідь на друге питання зумовлена, по-перше, відповіддю на перше питання і, по-друге, відповіддю на питання про те, якою буде чорнова база.

Таким чином, першою операцією у технологічному маршруті буде завжди обробка допоміжних баз, якщо вони застосовуються, або взагалі обробка тих поверхонь, що можна обробити у разі вибраної чорнової бази. Обробка допоміжних баз для валів та багатовісних деталей зводиться до підрізки торців і виконання центрових отворів, а для корпусних деталей - до обробки базової площини та двох отворів під установочні пальці.

У найбільш загальному випадку, незалежно від того, чи деталь обробляється з усіх сторін, чи ні, за чорнову базу повинна вибиратися та поверхня, яка з яких-небудь причин повинна мати точно визначене положення відносно всіх інших поверхонь деталі. Такою поверхнею буде, наприклад, внутрішня порожнина поршня автомобільного двигуна, напрямні станини токарного чи іншого металорізального верстата, шийки його шпинделя і т.д.

У поршні порожнина всередині залишається необробленою і використання її як чорнової бази забезпечує його рівностінність. У станині також є поверхні, які залишаються необробленими, наприклад, бокові поверхні, але ці поверхні за чорнові бази не вибираються, хоча згідно з першим правилом вибору чорнових баз для забезпечення правильного взаємного розміщення оброблених і необроблених поверхонь за чорнову базу повинна б вибиратися поверхня, яка в деталі залишається необробленою. У такому випадку точність взаємного розміщення бокових поверхонь відносно оброблених не має суттєвого значення. Зате важливим є те, щоб під час обробки напрямних була знята поверхнева варства однакової товщини і тим самим забезпечувалась однакова стійкість проти спрацювання напрямних на всій їх довжині.

Другою операцією у технологічному маршруті завжди є обробка поверхні або поверхонь, які можна обробити, встановлюючи деталі на поверхню чи поверхні, оброблені в першій операції. Якщо під час установки на першу чистову базу можуть оброблятися декілька поверхонь, то зазвичай наперед обробляються поверхні одного характеру або менш точні. Із таких же міркувань, якщо в даному випадку не здійснюється принцип єдності баз, намічаються поверхні, які будуть оброблятися у третій операції.

Останньою операцією, якщо не брати до уваги деяких другорядних (наприклад, зняття фасок, свердління окремих другорядних отворів), черговість яких довільна і вони можуть виконуватись під час установки на одній із проміжних баз, є, як правило, обробка найточніших робочих поверхонь, до точності та якості яких ставляться найбільш високі вимоги. Кількість і якість операцій, що необхідні для досягнення потрібної точності якого-небудь розміру, встановлюються залежно від жорсткості системи ВПІД потрібного уточнення.

Заслуговує на увагу під час встановлення маршрутів обробки деталей технологічне застосування алгоритмів складання маршруту. Складання технологічних алгоритмів формування маршруту обробки починається з розробки принципової схеми вибору маршруту для заданого класу деталей залежно від технічних умов їх виготовлення. Оскільки кожна деталь може бути виготовлена по-різному, то виникає складне багатоваріантне завдання вибору оптимального варіанта технологічного процесу для конкретних умов виробництва. Технічними обмеженнями, що визначатимуть можливі варіанти процесу, будуть відомості про технологічне обладнання і оснащення (склад, характеристики, розміщення по цехах) та матеріали, з яких виготовляється деталь. У випадку вказаних технічних обмежень визначається оптимальний варіант технічного процесу, який забезпечить виготовлення деталей за мінімальної працемісткості, технологічної собівартості. Технологічні алгоритми формування маршруту складаються для певних класів деталей. Причому такий загальний технологічний алгоритм композиційно включає алгоритми визначення маршруту обробки окремих видів поверхонь. При цьому велике значення має типізація технологічних процесів.

Перший варіант маршруту складається з фрезерної операції (незагартовані та поліпшені деталі у разі точності розмірів не більше ІТ 8, шорсткості - до Rа 2,5 та точності взаємного розташування не більше 0,05 мкм). Другий варіант маршруту застосовується для загартованих деталей з такими ж технічними вимогами. Третій варіант - для незагартованих і поліпшених деталей, які мають закриті поверхні: фрезерні операції. Плоскі поверхні точності ІТ 7 та шорсткості Rа 0,63, незалежно від наявності термообробки і технічних вимог, обробляються фрезеруванням і плоским шліфуванням. Це четвертий варіант маршруту обробки. У разі збільшення точності та шорсткості поверхні в маршрут включається слюсарна викінчувальна операція (5-й варіант). Вибір виду заготівельної операції також може здійснюватись за технологічними алгоритмами. Він залежить віл типу заготовки та деталі. Для валів, які виготовляються з поковок, призначається відрізна, ковальська та знову відрізна операції для зняття напуску з одного кінця поковки. Для заготовок типу втулок і дисків відрізна операція після ковальської не потрібна. Для деталей, що виготовляються з прутка, у маршрут вводиться відрізна операція. Під час впровадження на машинобудівних заводах нових методів чорнової чи чистової обробки вимагається лише незначне доопрацювання таких таблиць, а саме - додавання нових варіантів маршруту. Оскільки алгоритми маршруту складені на цілі класи поверхонь, а їх небагато, то створюються сприятливі умови для впровадження їх у виробництво після детальної перевірки і нормалізації у межах заводу та галузі промисловості.

Під час формування технологічних маршрутів високоточних литих деталей (наприклад, шпиндельних блоків багатошпиндельних токарних автоматів) для запобігання викривленню деталей внаслідок перерозподілу внутрішніх напружень у виливках у випадку зняття поверхневих варств матеріалу (коринок) доводиться розділяти чорнові та чистові операції. В таких випадках у відповідній черговості проводять спочатку всі чорнові операції, а відтак у такій же послідовності - й чистові, а іноді, коли потрібно, то й викінчувальні операції. Після виконання всіх чорнових операцій деталь піддається зазвичай операції природного або штучного старіння. Для особливо точних і відповідальних деталей операцію старіння повторюють деколи ще й після чистових операцій. У разі необхідності перед викінчувальними операціями проводять гартування.

Намітивши у такий спосіб технологічний маршрут обробки деталі, приступають до визначення структур усіх намічених операцій.

1. 6. МЕТОДИКА ФОРМУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ОПЕРАЦІЙ

Загально технологічне завдання формування операцій можна поділити на підзавдання. У першому підзавданні визначаються найбільш раціональні форми деталі, припуски і міжопераційні розміри; в другому вибираються варіанти технологічної системи ВПІД; в третьому - визначаються раціональна структура та техніко-економічні характеристики операції; у четвертому - здійснюється декодування результатів технологічної розробки й одержання технологічних карт, операційних креслень та схем наладок. Згідно з таким розподілом прийнята типова схема алгоритму розробки технологічних операцій:

1. Визначення форми та міжопераційних розмірів деталі, тобто призначення припусків, напусків, міжопераційних розмірів і технологічних допусків.

2. Вибір схеми базування та установки деталі.

3. Вибір типорозміру верстата.

4. Визначення типорозміру установочно-затискного пристосування.

5. Формування допустимих варіантів структури операції, тобто визначення складу та послідовності переходів.

6. Розробка різних переходів.

7. Розрахунок часу виконання переходів і допоміжних прийомів в операції.

8. Визначення найбільш раціональних характеристик і структури операції.

9. Розрахунок технічно обґрунтованої норми часу на операцію.

10. Визначення розряду роботи, розцінок і технологічної собівартості операції.

11. Визначення програми викреслювання операційних креслень схем налагоджень і друкування технологічних карт.

12. Вибір оптимального варіанта проводиться у випадку порівняння величин технологічних собівартостей операції по кожному варіанту.

Інформація оптимального варіанта технологічної операції друкується, а в проміжних варіантах засилаються номер деталі, код операції, тип верстата, норма часу та технологічна собівартість. Для деяких операцій ряд алгоритмів може бути опущеним, наприклад, для одно перехідних операцій алгоритм визначення послідовності установок і переходів не використовується.

1.6.1. Технологічний алгоритм вибору способу установки деталі та типорозміру обладнання

Вибір способу установки деталі, типу пристосувань проводиться залежно від жорсткості деталі, виду оброблюваних поверхонь і заданої точності обробки. Різній комбінації жорсткості, виду обробки і виду оброблюваних поверхонь відповідають певні способи установки деталі. Технологічний алгоритм записаний у вигляді таблиці, яка може бути розширена за рахунок введення додаткових критеріїв. В основу алгоритму закладається узагальнений досвід розробки технологічних процесів. Спочатку аналізується жорсткість деталі. Залежно від цього всі деталі розбиваються на три групи: деталі, обробка яких може проводитись консольно, в центрах або трикулачковому патроні. Розбивка базується на співвідношенні довжини деталі до її діаметра. Установка в центральній оправці вибирається для деталей типу втулок з допуском на биття внутрішньої та зовнішньої циліндричних поверхонь. Всі вказані умови перевіряються і складаються технологічні алгоритми вибору типорозміру обладнання. Важливо, щоб набір переходів розробленої операції відповідав технологічним можливостям верстата; розміри робочої зони і величини переміщень робочих органів - габаритним розмірам деталі; точність верстата - точності деталі у випадку збереження критерію економічної доцільності застосування верстата (величина оптимальної партії деталей, собівартість обробки). Для всіх технологічних операцій вибір обладнання здійснюється за табличними алгоритмами, в які введені вказані обмеження. Перевірка умов здійснюється відповідними операторами.

Дата добавления: 2014-01-05