73836

Особенности проектирования технологических процессов обработки заготовок на автоматизированных участках и автоматических линиях

Лекция

Производство и промышленные технологии

В необходимых случаях подготовку технологических баз при обработке на автоматической линии или при установке заготовки в приспособлениеспутник производят на отдельных операциях вне автоматической линии; маршрутный технологический процесс разрабатывают с учетом максимальной концентрации операций соблюдения принципа единства баз выполнения чистовых и отделочных операций в конце технологического процесса; при проектировании автоматических операций анализируют возможность совмещения технологических и вспомогательных переходов во времени. Для...

Русский

2014-12-21

51.5 KB

7 чел.

PAGE  6

ТМ Лекция 21        Страница

Лекция 21

Тема № 9.  Особенности проектирования технологических процессов обработки заготовок на автоматизированных участках и автоматических линиях

1. Разработка технологических процессов

Особенностью технологических процессов автоматизированного производства является их интенсификация путем концентрации операций и переходов, применения новых высокопроизводительных методов обработки, максимальной автоматизации управления процессом механической обработки.

Методика проектирования автоматизированного технологического процесса механической обработки в принципе та же, что и неавтоматизированного.

При разработке технологии обработки заготовок резанием на автоматизированном оборудовании будут полезны рекомендации, учитывающие ее специфику:

при отработке конструкции детали на технологичность необходимо учитывать требования автоматизированного производства: простоту ориентации, загрузки и выгрузки, удобство транспортирования, установки и фиксации заготовки, возможность одновременной обработки нескольких поверхностей и автоматического контроля;

технологические базы в автоматизированном технологическом процессе должны обеспечивать: необходимую точность ориентации заготовки в системе координат станка, надежность автоматической фиксации и закрепления заготовки, выполнение всего технологического процесса без смены баз, автоматическую загрузку и межагрегатное транспортирование заготовок. При отсутствии у заготовок поверхностей, отвечающих сформулированным требованиям, применяют предварительную установку заготовок на приспособления-спутники. В необходимых случаях подготовку технологических баз при обработке на автоматической линии (или при установке заготовки в приспособление-спутник) производят на отдельных операциях вне автоматической линии);

маршрутный технологический процесс разрабатывают с учетом максимальной концентрации операций, соблюдения принципа единства баз, выполнения чистовых и отделочных операций в конце технологического процесса;

при проектировании автоматических операций анализируют возможность совмещения технологических и вспомогательных переходов во времени. Для каждой операции устанавливают настроечные размеры и составляют схему наладки, определяют норму штучного времени и обеспечивают равенство или кратность штучного времени такту автоматической линии.

Оборудование выбирают в зависимости от методов и сложности обработки поверхностей заготовки, масштаба выпуска. К нему предъявляют общие требования обеспечения заданного качества объектов производства при максимальной производительности и экономичности.

Инструменты должны обладать повышенной режущей способностью и размерной стойкостью, обеспечивать быструю смену и возможность настройки вне станка (линии), так как обычно на автоматических линиях и станках с ЧПУ применяют бесподналадочную замену изношенного инструмента. Режимы механической обработки, выбранные по справочным данным для неавтоматизированного производства, занижают на 10...30 %.

Необходимость синхронизации выполнения операций является первой, но общей для всех поточных линий (как автоматических, так и неавтоматических) особенностью проектирования технологического процесса. Согласование продолжительности операций с заданным тактом выпуска деталей создает условия для лучшей загрузки по времени всех станков линии, уменьшает их простои. Главным средством синхронизации' служит регулирование степени концентрации операций.

В автоматической поточной линии рабочие зоны смежных станков связаны между собой транспортирующими устройствами, в каждой зоне работает загрузочное устройство или иной механизм, обеспечивающий установку и снятие обрабатываемой детали. Необходимость заботиться о простоте всех этих вспомогательных устройств выдвигает некоторые дополнительные требования к операциям технологического процесса.

1. Каждая операция должна быть рассчитана на выполнение толь-
ко за один установ. Автоматическое выполнение второго установа
требует сложного механизма и не практикуется. Изменение положе-
ния заготовки в рабочей зоне станка с целью обработки ее с разных
сторон осуществимо лишь как изменение позиций заготовки. Иногда
это оправдывается в операциях, выполняемых путем вращения инст-
румента при неподвижной детали (станки сверлильные, расточные,
фрезерные головки с подвижным инструментом на агрегатных стан-
ках и т. п.), но исключено для операций, выполняемых с вращением
заготовки (станки типа токарных, круглошлифовальных и т. п.).

Получение разных позиций детали требует автоматической работы поворотного делительного стола у станка или заменяющего его специального приспособления для заготовки. Избегая связанных с этим усложнений и одновременно повышая производительность на операции, применяют двусторонние (многосторонние) станки.

2. Все переходы операции должны выполняться за один рабочий
ход. Это требование связано с необходимостью автоматического по-
лучения всех операционных размеров, выдерживаемых на операции.
Выполнение второго рабочего хода требует изменения положения
(позиции) инструмента относительно детали. Это не только усложня-
ет потребное оборудование, но и отрицательно сказывается на точно-
сти обработки.

Разумеется, это требование не относится к операциям, выполняемым процессами с послойным снятием припуска немерным инструментом (шлифование, хонингование и т. п.). В таких операциях автоматическое получение заданной точности обеспечивают (не только в условиях поточных линий) либо применением средств активного контроля размера (например, при шлифовании и хонинговании), либо ограничением самого количества рабочих ходов или времени обработки (хонингование, шевингование и т. п.).

Необходимость обработки за один рабочий ход делает особенно важной задачу уменьшения общих припусков на механическую обработку, т. е. повышения точности заготовки и уменьшения у нее глубины дефектного поверхностного слоя. Связанная с этим возможность уменьшения количества потребных станков в линии, оправдывает самый тщательный (расчетный) метод определения необходимых припусков.

Описанные два требования, направленные на уменьшение количества действий, необходимых в рабочей зоне станка, и упрощение «механики» этих действий, являются общими для всех автоматических линий. Другие требования (и соответственно — особенности проектирования процесса) имеют менее общий характер в том смысле, что важность их в значительной мере зависит от вида обрабатываемой заготовки и особенностей намечаемой автоматической линии.

2. Загрузка и транспортирование деталей

Особенности детали предопределяют возможные способы ее транспортировки между станками и могут выдвигать специфические требования к технологическому процессу.

Наиболее простыми в этом отношении являются мелкие детали, загрузка которых возможна с помощью бункерных ориентирующих устройств и небольшие детали, допускающие применение магазинных загрузочных устройств. Небольшая масса таких деталей не накладывает особенных ограничений на способ их транспортировки между станками (загрузочными устройствами) и соответственно — на технологический процесс. Такие линии составляют большую часть автоматических линий, создаваемых самим заводом на базе имеющегося у него оборудования или на базе уже действующей поточной, но не автоматизированной линии станков. В основном это линии деталей, в технологических процессах которых доминируют операции, требующие вращения заготовки (детали типа тел вращения и соответствующие станки).

С увеличением массы заготовки автоматизация их загрузки и транспортировки усложняется. Загрузочное устройство превращается в крупную и сложную специальную конструкцию — манипулятор. Транспортировка заготовки с помощью подъемников и последующих желобов или склизов, по которым они могут перемещаться под действием собственного веса, все более усложняется. Возникает необходимость транспортировать заготовки не только в одном определенном положении (ориентированная транспортировка), но и делать это, не допуская вредных взаимных ударов деталей. Все эти обстоятельства приводят к применению в качестве транспортного средства единого для всех станков горизонтального конвейера, на котором каждой заготовке отведено свое место.

В компоновках таких линий имеются особенности, важные для проектирования технологического процесса. В этом отношении компоновки можно разделить на два вида:

  1.  транспортирующее устройство проходит около линии станков, и детали передаются в рабочие зоны с помощью манипуляторов;
  2.  транспортирующее устройство проходит через рабочие зоны станков.

Первая компоновка более характерна для линии таких деталей, которые требуют вращения при их изготовлении. Прежде всего — это детали типа валов (технологические базы—центровые отверстия).

При такой компоновке конструкции транспортирующего и загрузочного устройств мало связаны с конструкцией основного оборудования, что

допускает широкое использование в линии серийно выпускаемых станков (автоматизированных токарных общего назначения, многорезцовых и т. п.). При этом влияние компоновки линии на проектирование технологического процесса почти отсутствует.

Вторая компоновка характерна для линий таких деталей, изготовление которых возможно без вращения заготовки. Прежде всего это детали типа корпусов. Заготовки таких деталей требуют обработки с нескольких сторон и отличаются многочисленностью различно расположенных обрабатываемых поверхностей, что оправдывает широкое использование в линии специальных агрегатных станков. Это обстоятельство тесно связывает проектирование линии с проектированием технологического процесса. Крайним выражением этой связи является передача проектирования технологического процесса предприятию, выполняющему заказ на изготовление линии.

В таких условиях указанные ранее два общих требования к технологическому процессу (в каждой операции не более одной установки, в каждом переходе не более одного рабочего хода) приобретают более конкретный характер и к ним добавляются новые требования, особенно важные в этих условиях.

В связи с трудностями перекладывания заготовки приходится придерживаться принципа постоянства технологических баз детали. Обычно в качестве таких баз у корпусной детали используют одну из плоскостей и два отверстия из числа выходящих на эту плоскость, однако все поверхности детали, которые на рабочем чертеже координированы не от этой базы, будут обрабатываться в условиях несовмещения баз. Для избежания брака вследствие возникающих при этом погрешностей от несовмещения баз может требоваться ужесточение допусков (по сравнению с чертежными) для многих координат. Поэтому лучше всего, если необходимость в постоянных базах будет учтена уже при разработке рабочего чертежа детали.

При отсутствии у детали поверхностей, могущих служить хорошими постоянными базами, такие поверхности создают специально (технологические базы, создаваемые только для обработки, но функционально для детали не нужные). В связи с этим в некоторых случаях (это характерно не для крупных корпусных деталей, а для небольших деталей сложной формы) оказывается целесообразным транспортировать заготовки вместе с приспособлениями, в которых они установлены (так называемые приспособления-спутники, корпус которых играет роль специально созданных технологических баз).

Возможность использования специальных станков дает выбор технологу (не операция проектируется для станка, а станок для операции). В частности, в процессах обработки заготовок корпусных деталей появляется возможность большой параллельной концентрации операций (многосторонние и многошпиндельные станки). Однако прежде всего для этой цели нужно в должной мере использовать возможности комбинированного инструмента (ступенчатые сверла, зенкеры и т. п.) и многоместных приспособлений для инструментов (державки, многошпиндельные головки). Это поможет использованию в линии более простых станков для многопереходных операций и может уменьшить количество потребных операций (станков).

На всех автоматических линиях режимы резания должны быть менее напряженными, чем на линиях неавтоматизированных, чтобы они обеспечивали достаточно высокую стойкость режущих инструментов.