Функциональный модуль

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Непоточный вид

Непоточный вид - движение заготовок на разных стадиях изготовления прерывается пролеживанием на рабочих местах или на складах. Не соблюдается такт выпуска. Непоточный вид организации применяется в единичном и мелкосерийном типах производства.

2. Чем отличается такт выпуска от ритма выпуска

Ритм выпуска - количество изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени. Сущность этого термина можно установить при рассмотрении примера, когда на оборудовании (станке, линии) обрабатываются одновременно по две детали, выпускаемые каждые 20 с: ритм выпуска - 6 деталей в минуту, цикл производственной операции - 20 с, такт выпуска - 10 с.

Одним из показателей эффективности производственной деятельности подразделения завода (цеха, производственного участка) является производительность производственного процесса, осуществляемого ритмом выпуска.

Значение этого показателя зависит не только от производительности оборудования и труда рабочих, но и от уровня организации, планирования производственного процесса и управления им.

Действительно, возможности высокопроизводительных станков и труд рабочих не будут использованы полностью, если своевременно не будут поставлены заготовки, режущий инструмент и необходимая техническая документация, если не будет слаженности в работе всех звеньев производственной системы.

Такт выпуска - интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения.

При проектировании механической обработки деталей поточного производства - поточно-массового и поточно-серийного - должен быть определен такт выпуска деталей с поточной линии, т. е. промежуток времени, отделяющий выпуск с поточной линии двух следующих одна за другой деталей.

Величина такта выпуска t_в (мин) при поточно-массовом производстве определяется по формуле:

t_в = 60 F_д m

D

где F_д- действительное (расчетное) годовое число часов работы одного станка при работе в одну смену (действительный годовой фонд времени станка в часах) ; m- число рабочих смен; D- количество деталей одного наименования, подлежащих обработке в год на данной поточной линии.

3. Функциональный модуль (определение функционального модуля, размерные цепи, качество поверхности, назначение самого модуля)

Изделие представляет собой техническую систему в виде совокупности элементов.

Если изделие рассматривать как объект эксплуатации, то составляющие его элементы группируются в различного рода агрегаты, механизмы, устройства, предназначенные выполнять соответствующие функции, связанные с осуществлением его служебного назначения.

Условимся эти составные части называть функциональными модулями. По своему назначению их можно разделить на две группы:

- модули функционально - технологические (МФТ) ;

- модули функционально - обслуживающие (МФО).

Под МФТ будем понимать модуль, с помощью которого изделие как объект эксплуатации выполняет непосредственно свое служебное назначение (например, у автомобиля МФТ являются кузов для размещения перевозимого груза, двигатель, с помощью которого движется автомобиль и др.).

У обрабатывающей технологической системы к МФТ относятся станок, стол или приспособление для установки заготовки, инструментальная наладка, в некоторых случаях контрольно-измерительное устройство. Эти модули непосредственно участвуют непосредственно в выполнении служебного назначения технологической системы.

В свою очередь, для того чтобы МФТ могли выполнять свои функции, необходимы модули функционально - обслуживающие (например, для осуществления обрабатывающей технологической системой заданного закона относительного движения заготовки и инструмента необходимы такие МФО, как коробка передач, коробка подач).

Перечисленный набор функциональных модулей, скомпонованных в конструкцию, позволяет обрабатывающей технологической системе выполнять свое служебное назначение.

Традиционно конструкцию изделия как объекта производства рассматривают в виде совокупности сборочных единиц и деталей. Однако состав рабочих единиц неоднозначен и зависит от целого ряда факторов: габаритов изделия и деталей, их массы, вида посадки, количества выпускаемых изделий, удобства сборки, влияющих на характер сборочного технологического процесса. В связи с этим формирование сборочных единиц следует рассматривать как этап разработки сборочного технологического процесса.

Сочетание поверхностей деталей, с помощью которых деталь выполняет свое служебные функции, получило название модуля поверхности (МП).

Все модули поверхности можно разделить на три класса МП: базирующие (МПБ), рабочие (МПР), связующие (МПС) (см. рисунок Классификация модулей поверхности).

4. Классификация модулей поверхности

Признак служебного назначения позволяет классифицировать все детали (независимо от конструктивного и геометрического оформления, материала, массы) на детали: базовые; участвующие в рабочем процессе; выполняющие роль базовых и одновременно участвующих в рабочем процессе.

Между этими характеристиками детали и ее служебным назначением существуют связи. Именно служебное назначение детали предопределяет ее конструктивные формы, размеры, материал, требования к точности и т. д. Деление модулей поверхностей по служебному признаку на три класса придает им однозначность в определении и является главным отличием и преимуществом данной классификации. На предприятии грамотный конструктор или технолог сможет однозначно сгруппировать все поверхности любой детали на модули трех классов.

Следующим шагом в разработке классификации модулей поверхностей является деление каждого класса на подклассы, группы, подгруппы. Любая классификация характеризуется объектом классификации, перечнем отличительных признаков и их последовательностью, согласно которой производится группирование объектов.

5. Пример конструктивного оформления модуля поверхности

функциональный модуль поверхность

Соединение деталей представляет собой совмещение комплекта вспомогательных баз базовой детали (МПБ) с комплектом основных баз присоединяемой детали. Такое соединение называется модулем соединения (МС).



6. Пример конструктивного оформления МС

Если известны все соединения деталей, которые надо осуществить при сборке конструкции изделия, то, зная технологию осуществления каждого соединения, можно быстро и с высокой точностью оценить возможность, трудоемкость и средства технологического оснащения, необходимые для сборки изделия.

При рассмотрении изделия как объекта производства, представленного совокупностью МП и МС, для оценки его изготовления требуется информация о конструкциях МП, МС, их характеристик (размеры, требования к точности и шероховатости, виды соединений, типы посадок и т. п.).

Данную информацию можно найти в конструкторской документации на изделие, но не в явном виде. Поэтому задача заключается в том, чтобы найти эту информацию и преобразовать ее в форму, удобную для оценки изделия как совокупности МП и МС.

Любая деталь, создаваема конструктором, предназначена выполнять соответствующее служебное назначение посредством ее поверхностей. Следовательно, каждая ее поверхность предназначена выполнять определенную служебную функцию.

Анализ деталей различных изделий показывает, что независимо от того, в какие изделия входит деталь, она предназначена или непосредственно участвовать в рабочем процессе, осуществляемом изделием, и (или) выполнять роль базовой детали для монтажа на ней других деталей.

В процессе изготовления и эксплуатации изделий действуют многочисленные факторы, вызывающие геометрические погрешности, которые оказывают отрицательное влияние на качество и эффективность эксплуатации изделия.

Эффективным решением этих задач являются размерные цепи, отражающие размерные связи конструкции изделий и процессов их изготовления.

Размерные цепи отражают объективные размерные связи в конструкции машины, технологических процессах изготовления ее детали и сборки, при измерении, возникающие в соответствии с условиями решаемых задач.

Размерная цепь - совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур. Обозначаются размерные цепи прописными буквами русского алфавита () и строчными буквами греческого алфавита (, …, кроме , , , , ).

Размеры, образующие размерную цепь, называют звеньями размерной цепи. Одно звено в размерной цепи замыкающее (исходное), а остальные - составляющие.

Замыкающим (исходным) звеном размерной цепи называют звено, получающееся последним или первым (исходным) при ее построении. Замыкающее (исходное) звено отличается значком - (рис. 4).

Составляющим звеном размерной цепи называют звено размерной цепи, функционально связаны с замыкающим звеном. Составляющие звенья, в зависимости от их влияния на замыкающее звено, бывают увеличивающие или уменьшающие:

Увеличивающим звеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено увеличивается. Такое звено обозначается стрелочкой слева направо над буквой - (рис. 4).

Уменьшающим звеном называется звено, при увеличении которого, замыкающее звено уменьшается. Такое звено обозначается стрелочкой справа налево над буквой - (рис. 8. 1).

Компенсирующее звено - звено, за счет изменения величины которого, достигается требуемая точность замыкающее звено. Выделяется такое звено заключением его в квадрат (рис. 4).

Общее звено - звено, одновременно принадлежащее нескольким размерным цепям. В его обозначении используются столько букв, звеньями скольких цепей оно является - .



Рис. 4. Размерная цепь

Размерные цепи удобно классифицировать по характеру решаемой задачи, содержанию, характеру звеньев, геометрическому представлению и виду связи. Схематично классификация представлена на рис. 5.

Рис. 5. Классификация размерных цепей

По характеру решаемой задачи размерные цепи различают конструкторские, технологические, измерительные.

Конструкторская размерная цепь - размерная цепь, определяющая расстояние или относительный поворот поверхностей (осей) в деталях. Примером конструкторской размерной цепи служит размерная цепь, приведенная на рис. 4.

Технологические размерные цепи - размерные цепи, обеспечивающие требуемые расстояние или относительный поворот поверхностей изделия в процессе их изготовления.

Технологические размерные цепи бывают первого и второго рода.

К технологическим цепям первого рода относят технологические системы, связывающие между собой оборудование (станок), приспособление, инструмент и деталь - ОПИД. Пример подобной технологической системы приведен на рис. 6,

где - оборудование (станок) -

- приспособление - ;

- инструмент - ;

- деталь - .

Замыкающим звеном технологической цепи первого рода () является звено, заключенное между режущей кромкой инструмента и базой (или соответствующими осями). Так в цепи, приведенной на рис. 6, звено , является замыкающим и принадлежит детали; звеньям принадлежат станку (являются конструктивными элементами станка) ; звенья принадлежат приспособлению (являются конструктивными элементами приспособления или другой технологической оснастки) ; звено принадлежит инструменту (ширина дисковой фрезы).

Изображать технологическую цепь первого рода можно подробно (рис. 6 а) или упрощенно (рис. 6 б).



Рис. 6. Технологическая размерная цепь первого рода: а) - подробное изображение технологической цепи первого рода; б) - упрощенное изображение технологической цепи первого рода

К технологическим цепям второго рода относятся размерные цепи, связывающие отдельные операции, переходы (цепи первого рода). Для того чтобы выявить технологическую цепь второго рода, необходимо проанализировать весь технологический процесс изготовления детали, от операции, на которой заканчивается решение поставленной задачи, до начала технологического процесса. На рис. 7 представлен анализ технологического процесса изготовления валика, у которого необходимо обеспечить длину ступени . При изготовлении валика в решении поставленной задачи участвуют цепи первого и второго рода. К цепям второго рода относятся размерная цепь , которая связывает операции (переходы) получения левой и правой шеек валика; и размерная цепь , которая связывает операции (переходы) получения одной из шеек и торцов заготовки. Размерные цепи являются цепями первого рода.

Рис. 7. Технологические цепи второго рода

Измерительная размерная цепь - цепь, с помощью которой познается значение измеряемого размера, относительного поворота, расстояния поверхностей или их осей изготовленного или изготавливаемого изделия (рис. 8).

Рис. 8. Измерительная размерная цепь

Если рассматривать измерение как процесс, то можно встретить цепи первого и второго рода так же, как и в технологическом процессе (рис. 9).

По содержанию размерные цепи бывают основные и производные.

Основная размерная цепь - цепь, замыкающим звеном которой является размер (расстояние, относительный поворот), обеспечиваемый в соответствии с решением основной задачи (цепь на рис. 6).

Производная размерная цепь - цепь, замыкающим звеном которой является одно из составляющих звеньев основной размерной цепи (цепи и на рис. 6).

Производная размерная цепь раскрывает содержание составляющего звена основной размерной цепи.

По характеру звеньев размерные цепи бывают линейные и угловые.

Рис. 9. Познание размера

Линейная размерная цепь - цепь, звеньями которой являются линейные размеры. Они обозначаются прописными буквами русского алфавита () и двусторонней стрелочкой.

Угловая размерная цепь - цепь, звеньями которой являются угловые параметры. Они обозначаются строчными буквами греческого алфавита () и односторонней стрелочкой (рис. 6).

По геометрическому представлению цепи бывают плоские и пространственные.

Плоская размерная цепь - цепь, звенья которой расположены в одной или нескольких параллельных плоскостях.

Пространственная размерная цепь - цепь, звенья которой расположены в непараллельных плоскостях.

По виду связей размерные цепи бывают параллельные, последовательно и параллельно-последовательно связанные.

Параллельно связанные цепи - цепи, имеющие одно или несколько общих звеньев (рис. 10 а).

Последовательно связанные цепи - цепи, в которых каждая последующая имеет одну общую базу с предыдущей (рис. 10 б).

Параллельно последовательно связанные цепи (комбинированные) - цепи, имеющие оба вида связей (рис. 10 в).

Рис. 10. Различные виды связей размерных цепей

При конструировании изделия переход от поставленной задачи к нахождению замыкающего звена заключается в выявлении такого линейного или углового размера, от значения которого полностью зависит решение поставленной задачи.

При изготовлении изделия замыкающим звеном размерной цепи является размер, точность которого должна быть обеспечена технологическим процессом.

При измерении замыкающим звеном является измеренный размер.

Допуск замыкающего звена устанавливается следующим образом:

· в конструкторских размерных цепях исходя из служебного назначения;

· в технологических размерных цепях в соответствии с допуском, который необходимо получить в результате осуществления технологического процесса;

· в измерительных размерных цепях исходя из требуемой точности измерения.

Выявив замыкающее звено, приступают к нахождению составляющих звеньев размерной цепи. Составляющими звеньями конструкторских размерных цепей могут быть:

· расстояния (относительные повороты) между поверхностями (их осями) деталей, образующих замыкающее звено, и основными базами этих деталей;

· расстояния (относительные повороты) между поверхностями вспомогательных и основных баз деталей, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи своими размерами.

Для нахождения размерной цепи следует идти от поверхностей (или их осей) деталей, образующих замыкающее звено, к основным базам этих деталей, от них - к основным базам деталей, базирующих первые детали, до образования замкнутого контура (рис. 11). Несовпадения (зазоры, несоосности) основных и вспомогательных баз соединяемых деталей учитываются отдельными звеньями.

Рис. 11. Выявление размерной цепи

Машина представляет собой не механическое соединение разнообразных деталей и совокупность разрозненных, независимых друг от друга явлений, происходящих в ней, а нечто единое целое, все составляющее которого (материалы, приданные им формы, размеры, относительные повороты) органически связанные между собой.

Работа машины обеспечивается действием многочисленных связей между явлениями различного физического содержания.

Производственный процесс реализует требуемые связи в изготавливаемой машине (изделии) с помощью своих связей между объектами и явлениями различного физического содержания.

Производственный процесс реализует требуемые связи в изготавливаемой машине (изделии) с помощью своих связей между объектами и явлениями, сопровождающими его. Строение связей в производственном процессе предопределяется связями в конструкции изготавливаемой машины и экономическими соображениями. Поэтому связи производственных процессов имеют строгую направленность и целеустремленность.

Для успешного выполнения служебного назначения изделие должно обладать также соответствующим качеством.

Важнейшим показателем качества детали, обеспечивающим выполнение ею служебного назначения, и выполнение которого связано с существенными затратами при изготовлении деталей, является качество поверхностного слоя.

Под поверхностным слоем детали понимается как сама поверхность, полученная в результате обработки, так и слой материала, непосредственно прилегающий к ней.

Детали работают в разнообразных условиях. В зависимости от назначения изделия и условий его работы детали могут подвергаться коррозионному воздействию, воспринимать большие нагрузки, испытывать контактное воздействие с другими деталями и т. д. Поэтому детали обладать контактной жесткостью, сопротивлением усталости, коррозионной стойкостью, износостойкостью и другими свойствами, во многом зависящими от качества поверхностного слоя.

Наружный слой детали, как правило, по своим физико-химическим свойствам отличается от свойств основного материала детали. Он формируется при изготовлении и эксплуатации и по глубине может составлять от десятых долей микрометра до нескольких миллиметров. Поверхностный слой характеризуется геометрическими характеристиками и физико-химическими свойствами.

Под геометрическими характеристиками поверхностного слоя понимают макроотклонение, волнистость, шероховатость и субшероховатость.

1 - макроотклонение; 2 - волнистость; 3 - шероховатость; 4 - субшероховатость; 5 - адсорбированная зона; 6 - зона оксидов; 7 - граничная зона материала; 8 - зона материала с измененными физико-химическими свойствами

Макроотклонение 1 поверхности - это неровность высотой 10^-2…10³мкм на всей ее длине или ширине.

Волнистость 2 поверхности - совокупность неровностей высотой примерно 10^-2…10³мкм с шагом большим, чем базовая длина l, используемая для ее измерения.

Под шероховатостью 3 поверхности понимают совокупность неровностей высотой 10^-2…10³мкм с шагом меньше, чем базова длина, используемая для ее измерения.

Субшероховатость 4 - это субмикронеровности высотой примерно 10^-3…10^-2мкм, накладываемые на шероховатость поверхности.

Верхняя зона 5 толщиной около 10…100мкм - это адсорбированный из окружающей среды слой молекул и атомов органических и неорганических веществ (например, воды, СОЖ, растворителей, промывочных жидкостей).

Промежуточная зона 6 толщиной примерно 10^-3…1мкм представляет собой продукты химического воздействия металла с окружающей средой (обычно оксидов).

Граничная зона 7 имеет толщину, равную нескольким межатомным расстояниям со значительно измененными кристаллической и электронной структурой и химическим составом.

Зона 8 имеет толщину примерно 10^-4…10 мм с измененными физико-химическими свойствами по сравнению со свойствами основного материала, где под физико-химическими свойствами поверхностного слоя понимают остаточные напряжения, наклеп и структуру.

Поверхностные остаточные напряжения оцениваются макронапряжениями 1-го рода, макронапряжениями 2-го рода статическими искажениями решетки (напряжения 3-го рода).

Поверхностные напряжения или наклеп оцениваются степенью деформирования, глубиной наклепа, степенью наклепа, градиентом наклепа и макродеформацией решетки.

Структура поверхностного слоя оценивается: размером зерна; плотностью дислокаций; концентрацией вакансий; размером блоков; углом разориентации блоков; размером областей когерентного рассеяния; среднеквадратическим смещением атомов, вызванным статическими искажениями решетки; среднеквадратическим смещением атомов, вызванным их тепловыми колебаниями.

Оценка геометрических характеристик и физико-химических свойств может быть непараметрической и параметрической.

Непараметрическая оценка заключается в графическом изображении макроотклонения, волнистости, шероховатости, субшероховатости, структуры, распределения остаточных напряжений и наклепа поверхностного слоя для визуального сравнения. В частности, для непараметрической оценки шероховатости используют профилограммы, кривые опорных длин профиля, кривые распределения ординат или вершин профиля, спектограммы профиля, топограммы и т. п.

При парометрической оценке характеристик поверхностного слоя деталей машин используются следующие параметры: макроотклонения, волнистость и шероховатость.

Список использованной литературы:

1. Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения. ГОСТ 21496. Изд-во стандартов, 1982, 35с.

2. Балакшин Б. С. Основы технологии машиностроения. М. : Машиностроение, 1969. 358с.

3. Балакшин Б. С. Теория и практика технологии машиностроения. В 2-хкн. М. : Машиностроение, 1982. Кн. 1. 283с. ; Кн. 2. 269с.

4. Егоров М. Е. Технология машиностроения. М., «Высш. школа» 1976г.

Размещено на Allbest.ru

...