Основные положения по разработке технологического процесса изготовления инструмента

Основные положения по разработке технологического процесса изготовления инструмента

Спроектировать оптимальный по приведенным затратам режущий инструмент — это еще не значит, что такой инструмент будем иметь. Его необходимо качественно изготовить. Только в таком случае инструмент может проявить свою оптимальность в условиях эксплуатации.

Слово “может” здесь тоже не случайно. Неправильная эксплуатация сведет на нет все положительное, что заложено в инструменте при его проектировании и изготовлении, и он может оказаться вообще неработоспособным.

Для этого прежде всего необходимо разработать качественный технологический процесс и выдержать его параметры при изготовлении инструмента.

Технологическим процессом по ГОСТ 3.1109-82 называют часть производственного процесса, содержащую целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда Это, по сути, часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета и их контроль.

Производственный процесс — более широкое понятие. Он представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. Помимо операций технологического процесса, он включает в себя операции, не связанные с изменением состояния предмета производства и его контроля, — такие, как перемещение предметов производства на всех стадиях изготовления, их хранение и др. Группа Amada является одним из крупнейших в мире производителей оборудования и инструментов для обработки листового металла.

Технологическая операция — законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (ГОСТ 3.1109-82). Применительно к условиям инструментального производства — это часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте над одной или несколькими заготовками одним или несколькими рабочими одновременно до перехода к обработке другой или других заготовок. Операция может выполняться за одну или несколько установок заготовки (заготовок) для перехода к обработке других поверхностей. Мы, таким образом, можем переустанавливать заготовку (заготовки), но если снимем обработанные заготовки и перейдем к обработке новых, то это уже будет новая операция.

Установ представляет собой часть технологической операции, выполняемую при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Сборочная единица (узел) — часть изделия, которая собирается отдельно и в дальнейшем участвует в процессе сборки как одно целое.

Технологический переход — законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. При работе на металлорежущих станках переход представляет собой обработку одной поверхности одним инструментом, например, сверление отверстия, зенкерование отверстия, продольное точение цилиндра за один, два и т. д. рабочих хода

Элементарный переход — часть технологического перехода, выполняемая одним инструментом, над одним участком поверхности обрабатываемой заготовки за один рабочий ход без изменения режима работы станка.

Вспомогательный переход — законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением состояния предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода, например, установка заготовки, смена инструмента и т.д.

Рабочий ход (проход) — законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением состояния предмета труда (размеров, формы, качества поверхности и других свойств).

Вспомогательный ход — законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением состояния предмета труда, но необходимого для подготовки рабочего хода.

Прием — законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.

Полуфабрикат — промышленное изделие, обычно массового производства, предназначенное для дальнейшей переработки, например, прутки, листы, ленты, полосы и т.д.

Эти определения, общие для технологии машиностроения и технологии инструментального производства, необходимы для понимания дальнейшего изложения

При разработке технологического процесса, как и при решении других задач в сфере производства, необходимо найти оптимальный вариант перехода от полуфабриката к готовому изделию, отвечающему всем требованиям ею служебного назначения. Этот вариант должен обеспечить минимум затрат живого и овеществленного труда на изготовление изделия, в данном случае инструмента, т.е. обеспечить наиболее низкую себестоимость изготовления инструмента. Задача эта достаточно сложная, требующая большого профессионализма инженера-технолога, и ее решение удобно вести в определенной последовательности. Для этого необходимо иметь следующие данные и материалы:

а)   техническое задание на проектирование техпроцесса, а именно:

  • рабочий чертеж инструмента;
  • технические условия, дополнительно характеризующие качество инструмента;
  • количество инструмента, подлежащего изготовлению в единицу времени по неизменным чертежам, т.е. программу выпуска;
  • условия, в которых должен осуществляться технологический процесс: вновь проектируемый или действующий завод или цех; состав оборудования, его наличие и перспектива обновления путем модернизации или получением нового; наличие производственных площадей и перспективы их расширения; наличие и перспектива дополнительного получения рабочих кадров, их квалификация и возможности ее повышения,

б)   стандарты на полуфабрикаты;

в)   технологические характеристики оборудования и рабочего инструмента;

г)   различного рода справочную литературу, руководящие материалы, технологические инструкции, нормативы и т.д

Как видно, исходные данные, необходимые для разработки технологии изготовления режущего инструмента, такие же, как и для разработки технологии изготовления любой детали машины, так как режущий инструмент — это, по сути, тоже деталь. Поэтому технология производства режущего инструмента базируется на общих принципах технологии машиностроения. Однако наряду с этим в производстве инструмента имеются особенности, связанные с применением дорогостоящих инструментальных материалов и сплавов (режущих материалов), с обработкой заготовок большой твердости и прочности, с высокими требованиями к точности размеров и формы инструментов, к качеству их поверхностей, к физико-механическим свойствам инструмента. Эти специфические требования, предъявляемые к инструменту, предопределяют ряд операций, присущих изготовлению только режущих инструментов: сварка, наплавка, напайка, гидродинамическое выдавливание и некоторые другие способы получения заготовок, термическая обработка, а также некоторые отделочные и формообразующие операции механической обработки.

В связи с изложенным, избегая повторения известных основ технологии машиностроения, целесообразно рассмотреть лишь упомянутые особенности, а для целостности представлений — проследить последовательность (алгоритм) разработки технологии изготовления инструмента и представить его структуру, или обобщенный вариант.

 

Последовательность разработки (алгоритм проектирования) технологического процесса.

 

  1. Изучение технического задания и выбор вида и организационной формы производственного процесса.
  2. Выбор финишных методов обработки, окончательно формирующих качество инструмента по каждой из поверхностей.
  3. Выбор заготовки, наиболее полно удовлетворяющей экономичному изготовлению инструмента в заданных или выбранных условиях производства.
  4. Сравнение формы, размеров и качества заготовки с готовым инструментом и определение характера промежуточных видов обработки: точение, фрезерование, сверление и т.д.
  5. Разработка технологического маршрута, т.е. последовательности всех видов обработки по переходам.
  6. Выбор технологических баз. Требования к ним такие же, как и в общем машиностроении: стремление к единству конструкторских, технологических и измерительных баз, а также к их постоянству, т.е. к неизменности при выполнении различных технологических операций. Выбор первичных черновых баз, позволяющих правильно ориентировать заготовку для обработки с требуемой точностью основных технологических баз.
  7. Выбор технологического оборудования и оснастки.
  8. Разработка маршрутной технологии.
  9. Разработка операционной технологии для условий серийного и массового производства:
  • а)   расчет операционных припусков и допусков;
  • б)   определение размеров и формы заготовки;
  • в)    нормирование технологических операций.

10. Сравнение экономической эффективности нескольких вариантов техпроцесса и выбор оптимального.

11. Окончательная доработка выбранного варианта технологии. Разработка подробных операционных карт механической, термической, химико-термической обработки, сварки, напайки и т.д., а также карт технического контроля.

 

Обобщенный технологический процесс

В большинстве случаев не удается найти метода обработки, позволяющего непосредственно перейти от заготовки к готовому инструменту. Приходится вести обработку различными методами с большим числом переходов. Поэтому типовой обобщенный технологический процесс изготовления режущего инструмента можно представить и следующем виде.

  1. Обработка черновой заготовки, включая операции отрезки, ковки, литья, штамповки, сварки.
  2. Отжиг заготовки после горячей обработки.
  3. Очистка заготовки от окалины.
  4. Обработка технологических баз.
  5. Обработка контура поверхностей инструмента, посадочных мест и элементов крепления.
  6. Обработка стружечных канавок. Для инструмента с приваренными, припаянными или приклеенными режущими пластинами, а также сборного инструмента — обработка мест под пластины или ножи.
  7. Обработка затылка зуба. В некоторых случаях се совмещают с обработкой стружечных канавок.
  8. Обработка вспомогательных мест и каналов для подвода СОЖ.
  9. Термическая обработка закалка, отпуск, иногда местный высокий отпуск. У составного паянного инструмента, кроме того, — напайка пластин и зачистка припоя.
  10. Очистка инструмента от загрязнений при термической обработке.
  11. Исправление и обработка технологических баз, а также посадочных мест под ножи сборного инструмента.
  12. Сборка корпусов с ножами сборного инструмента.
  13. Заточка инструмента по передней поверхности. У сборных инструментов передняя поверхность ножей обычно затачивается (шлифуется) до сборки.
  14. Шлифование профиля, а у хвостового инструмента еще и шлифование хвостовика.
  15. Заточка по задней поверхности, в том числе затылование шлифованием задней поверхности. У фасонных инструментов затылование совмещается со шлифованием профиля.
  16. Обработка стружкоразделительных и стружкозавивающих канавок.
  17. Доводка передней и задней поверхностей.
  18. Повышение работоспособности (упрочнение) инструмента механическими, термомеханическими, химико-термическими, физическими и другими методами или нанесением износостойких покрытий.
  19. Маркировка химическая, электрохимическая, электрографическая или лазерная. Механическую маркировку выполняют до закалки после обработки инструмента по контуру.
  20. Окончательный контроль качества инструмента.
  21. Консервация и упаковка инструментов.

Технологический процесс изготовления конкретного режущего инструмента, в зависимости от вида и формы, включает все операции и блоки операций обобщенного технологического процесса или только часть из них. Каждая операция может быть скомпонована из обязательных переходов по-разному. Конкретная архитектура операции зависит от конструкции инструмента, принятого метода обработки и технологического оборудования.

 

 

Контрольные вопросы

  1. Что такое производственный и технологический процессы?
  2. Понятия элементов технологического процесса: технологическая операция, технологический переход, проход, установ, прием.
  3. Сведения и материалы, необходимые для разработки технологического процесса.
  4. Алгоритм проектирования технологического процесса.
  5. Типовой технологический процесс обобщенного инструмента (имеющего все формы, свойственные любому инструменту).

 

 

Смотрите также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *