3386 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОИЗВОДСТВА

Лабораторная работа № 1

 

Принцип проектирования КТП из общего

технологического процесса

 

Автоматизация технологических работ может преследовать разные цели. В одних случаях исходные данные о форме и размерах детали переводятся в траектории и скорости перемещения инструментов в виде управляющих программ для станков с ЧПУ. В других – сводная информация о достигнутом конструкторско-технологическом состоянии производства может использоваться для принятия наиболее обоснованных решений на перспективу дальнейшего  развития предприятия. Система автоматизации технологического проектирования ТехноПро не делает ни того, ни другого. Она предназначена для разработки маршрутно – операционного описания технологических процессов. Пакет ТехноПро позволяет установить: какие операции обработки, в какой последовательности их выполнения и при каких характеристиках промежуточного и     окончательного контроля приводят к получению изделия требуемого качества. Попутно решаются задачи выбора оборудования, инструмента, оснастки; выдаются готовые формы  технологической документации.  ТехноПро способен выполнять достаточно большой объём вычислительных, логических и справочных процедур, что делает его очень полезным инструментом для технологических   служб любого предприятия.

 

I. Краткое описание пакета

 

Работа ТехноПро основана на концепции  «Общего технологического процесса» (ОТП), который составлен из набора операций и переходов, как правило, более широкого, чем требуется для изготовления каждой из деталей, входящих в соответствующую группу. Кроме этого, в ОТП заносятся условия, при выполнении которых та или иная операция (переход) может быть выбрана для использования при формировании «Конкретного технологического процесса» (КТП).

Проектирование КТП начинается с ввода исходных данных (размеры, характеристики точности  и качества поверхностей), некоторые из которых используются для проверки этих условий. Операция обработки выбирается, если должен быть выбран хотя бы один из входящих в нее переходов. Поиск ведется по совпадению кодовых обозначений поверхностей до тех пор, пока не будут обеспечены конечная точность и параметры шероховатости.

В данной работе  ставится цель первоначального ознакомления с пакетом и освоения процедурной стороны работы с ним в режиме ввода данных для технологического проектирования.

 

 

 

II. Технологическая подготовка данных

 

В качестве исходного варианта возьмём конкретный пример разработки  технологии изготовления шейки вала. Сразу оговоримся, что в этом примере мы не будем следовать общепринятой технологии деталей типа “Валы”, а ограничимся частным случаем детали типа “Тело вращения”, по конфигурации напоминающей шейку вала (рис.1). Мы не будем также предусматривать выполнение заплечиков на ступени D1-L1, которые при установке подшипника на эту ступень при некоторых соотношениях размеров бывают необходимы.

 

Рис. 1.  Эскиз детали и обозначение поверхностей

Будем считать,что установка подшипника выполняется по одной из переходных посадок, допустим H7/ js6 [1, с.199], следовательно, эта ступень вала выполняется с точностью 6 квалитета и расположением поля допуска js. Это единственный размер, который выполняется с достаточно высокой точностью;  все другие размеры обрабатываются по 14 квалитету. Поэтому план обработки детали в нашем случае будет строиться на основе плана обработки ступени D1. Если принять исходную точность заготовки по 15-му квалитету,то общее уточнение ε = 64 [ 2, табл. 5.1] может быть распределено по четырём этапам обработки как

ε = ε1 ε2 ε3 ε4 =1.6 · 2.5 · 4 · 4 .

По таблице 5.2 [2] можно составить план обработки ступени D1 в виде:

Вид обработки

Точность

Шероховатость,Ra

1. Черновое точение

h12

12.5

2. Точение под шлифование

h9

3.2

3. Предварительное шлифование

h7

1.25

4. Чистовое шлифование

js6

0.63

 

Определившийся состав видов обработки в сочетании с соотношени-

 

 

ем размеров заготовки  Dзаг= 35 мм  и детали   D1= 25±0.006 мм позволяет распределить общий припуск  2Побщ =Dзаг – dисх = 35 – 25.006 = 9.994 мм между этапами обработки. Если припуск на точение под шлифование 2П2 =1.2 мм, а общий припуск на шлифование 2П3 +2П4 =0.5 мм распределить между видами шлифования 2П3 = 0.35 мм,  2П4 =0.15 мм, то в результате чернового точения диаметр должен уменьшиться на  2П1 = 2Побщ – ( 2П2 + 2П3 + 2П4 ) = =8.294 мм.  При определении  2Побщ использована величина   dисх – так называемый исходный расчётный размер. Обычно за него принимают наибольший допустимый размер для охватываемых поверхностей (валов) и наименьший допустимый размер для охватывающих поверхностей (отверстий).

В таблице  сведены результаты расчёта межоперационных размеров по традиционной методике [ 3 ]. Знание межоперационных размеров необходимо для контроля правильности преобразования размеров детали на различных этапах обработки. Кроме этого, любой исполнитель получает конкретную информацию о тех характеристиках изделия, которые он обязан обеспечить. Расчёты подобного типа часто называют расчётом технологических размерных цепей.

Таблица

 

 

Наименование

 

Припуски и межоперационные размеры

Шероховатость Ra, мкм

Обозна-

чение

Величина, мм

Диаметр заготовки

Dзаг

35.00

25

Припуск на черновое точение

+2П1

+8.294

-

Диаметр после чернового точения

Dрасч 1

26.706 h12 (-0.21)

12.5

Припуск на точение под шлифование

+2П2

+1.2

-

Диаметр после точения под шлифование

Dрасч2

25.506 h9 (-0.052)

3.2

Припуск на предварительное шлифование

+2П3

+0.35

-

Диаметр после предварительного шлифования

Dрасч3

25.156 h7(-0.021)

1.25

Припуск на чистовое шлифование

+2П4

+0.15

-

Исходный расчётный размер

dисх

25.006

-

Диаметр шейки вала после чистового шлифования

Dдет

25 js6 ( ± 0.006)

0.63

Пакет ТехноПро выполняет все промежуточные расчёты аналогично рассмотренному с той лишь разницей, что вместо исходного расчётного размера dисх в нём используется номинальное значение конечного размера детали ( для нашего примера это было бы 25 мм).

Таким образом, при описании ОТП должны быть введены:

 

 

-                 символьные обозначения размеров детали и заготовки;

-                 припуски, удаляемые на всех переходах, кроме первого  (чернового);

-                 содержание переходов обработки с указанием достигаемых в ходе выполнения каждого из них квалитетов точности и параметров шероховатости поверхности.

Поскольку параметры  различных поверхностей чаще всего обозначаются одними и теми же символами ( L - длина, D - диаметр, GB –­ габарит и т.д.), чтобы однозначно связать каждую из поверхностей с параметрами, которые её характеризуют, все поверхности заменяются соответствующими кодами. В последующем операции и переходы обработки, предусмотренные для любой из поверхностей, сопровождаются их кодами и отслеживаются по ним. Поверхности кодируются трехэлементным шестипозиционным кодом по структуре: ВидТип – порядковый Номер. Вид поверхности кодируется в соответствии с пунктами 2 и 3 приложения. Тип поверхности для тел вращения может принимать значения: 01 – правая, 02 – левая, 09 – заготовка, а для корпусных деталей – в дополнение к этим номерам используются:  03 – верхняя, 04 – нижняя, 05 – передняя, 06 – задняя. Для разделения правых и левых поверхностей используется понятие  разделительной плоскости. Если просматривать диаметры элементов детали от правого торца налево,то разделительную плоскость можно расположить там, где этот диаметр начнет уменьшаться. Все поверхности, расположенные справа от нее, будут правыми, а порядковые номера им следует присваивать в направлении от разделительной поверхности к торцам. Правила назначения  кодов приведены в приложении.

 

III. Составление описания ОТП

 

Первое, что надо сделать, это закодировать поверхности и присвоить каждой из них необходимое количество параметров:

Наименование

Код

Параметры

1

Торцовая правая 1

010101

D ; GB

2

Цилиндрическая правая 1

030101

D ; L

3

Цилиндрическая правая 2

030102

D ; L

4

Заготовка

030901

D

Один из вариантов описания ОТП может иметь вид:

Операция 005    Токарная

Переход 001: Установить заготовку в трехкулачковый патрон, закрепить

Переход 002: Точить правый торец

Код 010101, квалитет 14, Ra=12.5 мкм, припуск на GB равен 1.5 мм.      Переход 003: Точить поверхность <E> на  длине <L1>  мм до диа-

 

 

метра <D> мм

Код 030101, квалитет 12, Ra=12.5 мкм.

Усл.1: «выч. длины» : Вычислить [L1]=[L]+[L;030102]

Переход 004: Точить поверхность <E> на длине <L1> мм до диаметра  <D> мм

Код 030101, квалитет 9, Ra=3.2 мкм, припуск на D равен 1.2 мм.

Переход 005: Точить поверхность <E> до диаметра <D> мм на длине <L> мм

Код 030102, квалитет 12, Ra=12.5 мкм.

Усл.1: «выч.диам.» : Вычислить [D]=[D;030101]-0.5

Операция 010        Шлифовальная

Переход 001: Шлифовать поверхность <E> в размер <D> мм на длине <L> мм

Код 030101, квалитет 7, Ra=1.25 мкм, припуск на D равен 0.35 мм.

Переход 002: Шлифовать поверхность <E> в размер <D> <D$>мм

на длине  <L> мм

Код 030101, квалитет 6, Ra=0.63 мкм, припуск на D равен 0.15 мм.

Дадим несколько комментариев к описанию ОТП.

1.  Во втором переходе операции 005 обрабатывается правая торцевая поверхность путём удаления припуска по длине детали, равного 1.5 мм.

2.  В переходах 003 и 004 протачивается наружный контур обеих ступеней шейки вала до диаметра, с которого потом будет выполнено шлифование ступени 030101.

3.   Пятым переходом обеспечивается получение диаметра правой ступени    на 0.5 мм меньше, чем левой, для облегчения установки подшипника.  Заметим, что этого же можно было достичь, если вместо введённого Усл.1 задать на диаметр припуск, равный 1 мм.

4.   Преобразование диаметральных размеров детали по мере выполнения    каждого очередного этапа обработки повторяет логику расчётов межоперационных размеров.

5.  Если в условии перехода встречается один из параметров поверхности, обрабатываемой  в этом переходе, этот параметр сопровождать кодом поверхности не обязательно (переходы 003 и 005).

6.  В тексте условия разделение целой и дробной частей числа должно выполняться точкой.

Таким  образом, подготовленный ОТП обеспечивает проектирование КТП с обработкой левой ступени шейки вала до любой степени точности, но не выше 6-го квалитета, получение любых показателей чистоты поверхности, но не лучше, чем  Rа = 0.63 мкм.