Технологичность конструкций изделий для условий автоматизированного производства
Оценка и отработка конструкций изделий на технологичность — один из важнейших этапов технологической подготовки производства, и в особенности автоматизированного. Конструкция изделия считается технологичной, если для его изготовления и эксплуатации требуются минимальные затраты материалов, времени и средств.
Оценку технологичности проводят по качественным и количественным критериям отдельно для заготовок, обрабатываемых деталей, сборочных единиц.
Для повышения надежности автоматизированного производства (АП) необходимо максимально приблизить форму и размеры заготовки к конечной форме и размерам детали, т. е. обеспечить достижение минимальных припусков на каждой операции.
Детали, подлежащие обработке в АП, должны быть технологичны, т. е. просты по форме, габаритам, состоять из стандартных поверхностей и иметь максимальный коэффициент использования материала. Детали, подлежащие сборке, должны иметь как можно больше стандартных поверхностей, соединений, простейших элементов ориентации сборочных единиц и деталей.
Особое значение имеют вопросы технологичности деталей и сборочных единиц при обработке на станках с ЧПУ, в гибких АП. Здесь особое значение имеют унификация и стандартизация форм, размеров, условий обработки и сборки для использования типового оборудования и унифицированных средств автоматизации вспомогательных операций, например схватов промышленных роботов.
Типизация технологических процессов и метод группового изготовления деталей
Проведение типизации ТП для сходных по конфигурации и технологическим особенностям деталей предусматривает их изготовление по одинаковым ТП, основанным на применении наиболее совершенных методов обработки и обеспечивающим достижение наивысшей производительности, экономичности и качества.
Типовые процессы разрабатывают на изготовление в конкретных производственных условиях типовых представителей групп изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками.
К типовым представителям относят те изделия, обработка которых требует наибольшего количества операций, характерных для изделий рассматриваемых групп. Типовые ТП находят применение главным образом в крупносерийном и массовом производстве.
Типизация ТП является одним из основных направлений технологической унификации наряду с групповым методом обработки деталей.
Групповые ТП получили распространение в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производств. Частично их применяют в условиях крупносерийного и массового производства для деталей с коротким производственным циклом.
Методика типизации, основанная на классификации деталей, их элементов, ТП обработки и комплексном решении всех задач, возникающих при выполнении процессов каждой классификационной группы, была впервые разработана проф. А.П. Соколовским.
К классификационным признакам деталей относят: конфигурацию (форма), размер, точность и качество обработанных поверхностей, материал. Классификация построена по схеме класс — подкласс — группа — тип. На рис. 4 приведена схема классификации деталей класса реек. Конечной целью классификации деталей является установление типов деталей, т. е. совокупностей сходных деталей, имеющих в данных производственных условиях общий ТП.
Целью же разработки типовых технологических процессов является систематизация ТП для обработки однотипных деталей. В настоящее время при типизации в основном используют три направления:
1) типизация ТП безотносительно к деталям производства, сам технологический процесс является основой классификации и типизации;
2) типизация ТП, основанная на классификации деталей;
3) типизация на основе сочетания типового ТП с классификацией реальных деталей.
Первое направление — типовой ТП разрабатывают как образцовый, обеспечивающий применение передовой техники и технологии.
Типовой процесс служит базой для проектирования нового оборудования.
Направление применяют при разработке новых ТП в таких производствах, как металлургическое, литейное, прокатное, химическое.
Второе направление — разработка типовых ТП для реальных деталей — обеспечивает наиболее прогрессивные методы изготовления деталей машин и приборов. Направление наиболее распространено в машиностроении.
Третье направление — комбинированное — применяют при корректировке разработанных типовых ТП, в отдельных случаях меняется и конструкция деталей.
Независимо от указанных направлений типовые ТП разрабатывают как для конкретных производственных условий (оперативный типовой процесс), так и для перспективного развития производства — перспективный типовой ТП, предусматривающий дальнейшее совершенствование производства с учетом развития науки и техники в области технологии.
Рис. 4. Схема классификации деталей класса реек
Необходимость разработки типовых процессов определяется экономической целесообразностью, зависящей от количества изделий в группах и частоты их применяемости.
Создание типовых ТП позволяет избегать повторных и новых разработок при проектировании рабочих ТП, что ведет к сокращению времени на технологическую подготовку производства и особенно эффективно при создании БД типовых ТП и использовании информационных технологий на стадии технологических разработок.
Групповые ТП — второе направление унификации ТП (впервые предложенные и разработанные проф. С.П. Митрофановым) нашли широкое применение в различных отраслях промышленности.
За основу метода, так же как и при типизации ТП, принимают технологическую классификацию деталей, заканчивающуюся формированием групп. Однако построение классификации деталей для групповой обработки существенно отличается от классификации деталей при типизации ТП.
Если при типизации процессов в общий класс объединяют детали и заготовки по принципу общности их конфигурации, технологического маршрута, отдельных операций, то при групповой обработке основным признаком объединения деталей в группы по отдельным технологическим операциям является общность обрабатываемых поверхностей или их сочетаний, т. е. общность оборудования, необходимого для обработки детали или отдельных ее поверхностей.