1.4 Проектування технологічного оснащення

Проектування технологічних процесів механічної обробки починають з ретельного вивчення початкових даних проектування: складального і робочого креслень виробів з відповідними технічними умовами виготовлення деталі, креслення початкової заготовки і розмірів програмного завдання. Вивчають і такі додаткові умови проектування, як наявність або відсутність обладнання, на якому передбачається здійснити виготовлення проектованого виробу; можливості модернізації обладнання; наявність виробничих площ для розширення виробництва; можливості застосування досконалих видів початкових заготовок, прогресивного інструменту і пристроїв і т.п. По величині програмного завдання і розмірам виробничої партії визначаються коефіцієнт закріплення операцій, тип і серійність виробництва і необхідний такт та ритм обробки заготовок.

Після цього (в умовах серійного і одиничного виробництв) за технологічними класифікаторами заготовок, що обробляються на даному підприємстві (в цеху), аналізується можливість виготовлення даної заготовки по тих, що існують на підприємстві, типових або групових технологічних процесах або на групових змінно-потокових або автоматичних лініях.

При відсутності можливості використання уніфікованих технологічних процесів, що існують на підприємстві, після проведення вказаної підготовчої роботи технолог приступає до безпосереднього проектування технологічних процесів.

Проектування технологічних процесів є складним багатоваріантним завданням, правильне вирішення якого вимагає проведення ряду розрахунків. При проектуванні процесів обробки складних і відповідальних заготовок складають декілька можливих варіантів обробки, остаточний вибір яких проводять на підставі розрахунків і зіставлення досягнення точності, трудомісткості, яка виражена нормою штучно-калькуляційного часу технологічної собівартості і терміну окупності капітальних витрат.

Таке зіставлення проводять як по найважливіших технологічних операціях, так і по всьому технологічному процесу в цілому.

На початку проектування технолог попередньо встановлює види обробки окремих поверхонь заготовки і методи досягнення їх точності, які відповідають вимогам креслення і серійності виробництва і існуючого на підприємстві обладнання. Після цього призначають технологічні бази на всі передбачувані операції обробки.

Одночасно з цим розробляють послідовність операцій, тобто технологічний маршрут обробки заготовки. При низькій точності початкових заготовок технологічний процес починають з чорнової обробки поверхонь, що має найбільші припуски. При цьому в найпершу чергу знімають припуски з тих поверхонь, на яких можливі ливарні раковини, тріщини та інші дефекти, з метою швидкого відсівання можливого браку або усунення виявлених дефектів заваркою, наплавленням металу і т.п. Подальший маршрут будую за принципом обробки спочатку грубіших і потім точніших поверхонь. Найбільш точні поверхні обробляють останніми. У кінці маршруту виконують другорядні операції (свердлення дрібних отворів, нарізування кріпильних різьб, прорізання пазів, зняття фасок і задирок). Найбільш легко пошкоджувані поверхні (зовнішні різьблення, особливо точні шліфовані й доведені поверхні) обробляють в завершальній стадії технологічного процесу.

Відповідальні й складні корпусні заготовки часто обробляють з розділенням технологічного процесу на стадії чорнової і чистової обробки. На першій стадії знімають основні припуски на обробку; в результаті цього виникають похибки заготовки, пов'язані з перерозподілом внутрішнього напруження початкових заготовок і впливом залишкового напруження, викликаного чорновою механічною обробкою. У найбільш відповідальних випадках після чорнових операцій проводять додаткову термічну обробку заготовок (відпал або нормалізація), що сприяє повнішому протіканню деформацій і релаксації (зняттю) залишкового напруження.

На другій стадії обробки (при чистових операціях) усувають похибки, які виникли при чорновій обробці, що забезпечується досягненням потрібних точності обробки, шорсткості й приписаного кресленням стану поверхневого шару.

При обробці порівняно невеликих поверхонь досить жорстких заготовок вдається уникнути диференціації операцій на чорнових і чистових і технологічний процес будують за принципом концентрації операцій. У цьому випадку перші операції прагнуть побудувати найбільш концентрованими.

При проектуванні заготовок, які піддаються термічній обробці, у складі технологічного процесу передбачаються додаткові операції, пов'язані з особливостями термічної обробки (операція міднення або зняття додаткового припуску для усунення цементованого шару на поверхнях, які не підлягають гарту після цементації; зняття додаткового припуску для усунення викривлення довгих і тонких заготовок після їх гарту і т. п.).

Після вирішення перерахованих питань визначають структуру операції і виконують попереднє оформлення операційно-технологічних карт з викреслюванням відповідних операційних ескізів. При оформленні технологічних операцій і окремих переходів проводять аналіз технічної можливості і економічної доцільності їх концентрації шляхом застосування наборів нормального різального інструменту чи проектування і виготовлення спеціальних комплектів інструментів (зокрема фасонних), а також використання спеціальних інструментальних державок, паралельної і послідовної обробки заготовок і потім остаточно уточнюють прийняту структуру операції.

У разі розробки декількох варіантів технологічних процесів обробки однієї заготовки остаточно вибирають найбільш раціональний варіант після їх аналітичного зіставлення.

Після визначення структури операцій проектують схеми наладки (настройки) верстатів для основних технологічних операцій. При цьому виконують необхідні розрахунки точності настройки, визначають робочі цикли верстата, взаємного розташування інструментів, режими їх роботи і продуктивність операції. Проектування наладок звичайно здійснюють в такій послідовності:

1. Розрахунки точності настроювання верстата на налагоджувальні розміри (визначення середнього налагоджувального розміру і допуску на настройку або розрахунок граничних налагоджувальних розмірів з урахуванням розсіяння розмірів і змінних систематичних похибок обробки).

2. Складання попереднього плану розміщення інструментів у супортах і інструментальних головках по окремих переходах і попередній розрахунок режимів різання. При цьому слід прагнути до одночасної роботи інструментів, розміщених в різних супортах, закріплених в багаторізцевих державках.

Розміщення одночасно працюючих різців повинне по можливості передбачати взаємне врівноваження виникаючих сил різання. Обточування ступінчастих заготовок слід починати з меншого діаметра; зняття фасок і підрізування торців повинні проводитися одночасно з обточуванням.

3. Остаточна компоновка інструментів у наладці верстата і коректування режимів різання.

4. Оформлення схеми наладки верстата з вказівкою розміщення інструментів, їх шифрів, робочих і холостих рухів; з підбором необхідних копірів і шестерень; з розрахунками циклів роботи верстата і продуктивності обробки по даній наладці.

5. Конструювання необхідного оснащення для наладки верстата (пристрої, спеціальний різальний і допоміжний інструмент, шаблони для установки різального інструменту і т. п.).