Главная Коллекция "Revolution" Производство и технологии Гибкие автоматизированные системы

Гибкие автоматизированные системы

Принципы организации группового производства. Понятие о взаимной адаптации деталей и оборудования при проектировании гибких производственных систем. Определение соответствия между деталями группы с помощью матриц. Элементы гибких производственных систем.

Рубрика Производство и технологии
Вид курс лекций
Язык русский
Дата добавления 19.09.2017
Размер файла 4,7 M
рефераты на заказ со скидкой

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Костромской Государственный Технологический Университет

Кафедра ТМ

Курс лекций по гибким автоматизированным системам.

Назаров Анатолий Ильич

2002 Кострома

Содержание

производство гибкий групповой оборудование

ГАП

История развития ГАП

Основные предпосылки создания ГАП

Общая характеристика ГАП

Преимущества ГАП перед станочными системами с РУ

Общее понятие и определение ГПС

Состав и определение основных элементов ГПС

Схематический состав и структура ГАП

1. Групповая обработка деталей

1.1 Значение групповой обработки деталей в создании ГПС

1.2 Особенности организации группового производства

1.3 Методы группирования деталей

1.4 Понятие об унификации объектов производства в ТПП групповых методов обработки деталей

1.4.1 Последовательность унификации ТПП в условиях ГПС

1..4.2 Направление унификации техпроцессов

1.4.3 Понятие о взаимной адаптации деталей и оборудования при проектировании гибких производственных систем

1.4.4 Состав и содержание работ по комплексной унификации объектов производства при проектировании ГПС

1.4.5 Унификация простановки размеров на деталях «типа плит»

Последовательность (порядок) проведения работ по унификации КЭД

1.5 Систематизация конструктивных элементов деталей

1.6 Понятие о систематизации элементов поверхностей деталей по уровням сложности

Качественные характеристики элементов

1.7 Анализ применяемости размеров

1.8 Разработка комплексной детали

1.9 Группирование деталей по видам ЭП на основе комплекса признаков

1.10 Разработка групповых техпроцессов ГТП

1.11 Построение групповой технологической операции ГТО

1.12 Особенности технического нормирования ГТО

Определение затрат времени методом сравнения

1.13 Определение степени соответствия между деталями группы с помощью матриц

2. Назначение элементов ГПС

2.1 Технологические модули

2.2 Расчет количества основного оборудования в ГПС

2.3 Схемы ГПМ

Схемы ГПМ для обработки тел вращения

Состав ГПС и средств управления

2.4 ТСС и ТНС

2.5 Планировка участков и линий ГПС

2.6 Варианты размещения ГПМ на производственных площадях

2.7 Планировочные решения РТК

2.8 Схемы размещения станочных модулей относительно ТС

2.9 Планировочные решения ГПС относительно системы складирования

2.10 Основные схемы размещения накопителей в ГПС

2.11 Стеллажи накопители спутников

2.12 Характеристики стеллажей накопителей

2.13 Расчет числа позиций загрузки/разгрузки спутников

2.14 Система измерения и контроля в ГПС

2.15 Устройства контроля со встроенными датчиками

2.16 Понятие о контроле в ГПС с помощью КИМ

2.17 Контроль за состоянием режущего инструмента

2.18 Система удаления отходов ГПС

Список употребляемых сокращений

ГАП

История развития ГАП

Развитие ГАП происходило в три этапа:

В 1955 году появились станки с программным управлением - первый компонент ГАП.

В 1962 году появились промышленные роботы.

В 1965 году появилась первая ГПС,

В 1981 году появилось второе поколение ГПС с управлением от ЭВМ, автоматизированными складами, транспортом, системой контроля и системой диагностики.

Основные предпосылки создания ГАП

Развитие научных основ ТПП технических средств и средств вычислительной техники послужило теоретической основой создания ГАП. Появление многоцелевых станков типа ОЦ промышленных роботов ПР, автоматизированных погрузочно-разгрузочных систем, транспортных средств и накопительных устройств, контрольно-измерительных машин КИМ, устройств управления ЧПУ и управляющих ЭВМ создало реальные предпосылки для комплексной автоматизации производственных процессов в условиях единичного (вплоть до серийного) выпуска продукции. В то же время с появлением ГАП возникли серьезные проблемы так как этот вид производства по производительности значительно превосходит человеко-станочные системы, в связи с чем резко ужесточились требования к сокращению сроков ТПП что стало одним из сдерживающих факторов повышения производительности процесса в гибком производстве. В настоящее время расширение номенклатуры и усложнение продукции выпускаемой в машиностроении привели к тому что преобладающим типом производства становится не массовое и крупносерийное, а мелкосерийное многономенклатурное производство сложных непрерывно обновляемых объектов. Комплексная автоматизация мелкосерийного производства представляет особое направление в машиностроении, конечная цель которого выражается понятием - автоматизированное производство с гибко перестраиваемой технологией. В единичном, мелкосерийном производстве даже при установившейся специализации предприятия на выпуск продукции одного наименования, регулярность изготовления деталей резко отличается, вследствие чего трудоемкость конструкторской и ТПП весьма значительны.

Положение существенно изменяется в сторону снижения трудоемкости, если из отдельных наименований деталей сформировать группы конструктивно и технологически подобных деталей. Регулярность изготовления групп значительно выше их производство стабилизируется во времени и такой заказ можно рассматривать как объект для комплексной автоматизации. Опыт отечественных и зарубежных предприятий показал что такой подход к созданию ГПС единичного производства основанный на принципах групповой технологии является общепринятым.

Общая характеристика ГАП

ГАП дает возможность круглосуточной эксплуатации оборудования при не обязательном участии человека. В то же время создание ГАП еще не означает осуществление производства с полностью безлюдной технологией. Часть персонала выполняет операции по контролю за качеством продукции, комплектование приспособлений спутников заготовками и инструментом.

Принято считать что основной областью применения ГПС является серийное многономенклатурное производство которое с одной стороны граничит с единичным, а с другой с крупносерийным производством. В чистом виде в машиностроении ни одного из этих производств не существует. Следовательно область применения ГПС может быть практически не ограниченной, ГПС позволяет совместить принципы высокопроизводительных методов массового производства с гибкостью мелкосерийного. Это осуществляется за счет автоматизации всех основных, вспомогательных и других рабочих операций (пример - удаление стружки из глухого отверстия), а так же за счет объединения функций управления в общую автоматизированную систему. Анализ механической обработки показал что деталь находится в рабочей зоне станка не более 5-10% общего времени нахождения детали в цехе, станочное время используется так же малоэффективно так как непосредственно обработкой занято примерно 30% времени, а остальные 70% это позиционирование, загрузка, разгрузка, измерение и т.д.

В условиях ГПС время пребывания детали в рабочей зоне станка составляет 75% от общего времени нахождения детали в цехе и в структуре общего станочного времени ведущим становится время резания 60%

Эффективность ГПС повышается за счет нахождения оптимального соотношения между производительностью и гибкостью желательно на более длительный срок. Построение ГАП осуществляется методом агрегатирования:

Типового обрабатывающего оборудования;

Измерительных и испытательных средств;

Режущего инструмента;

Унифицированные и стандартизованные элементы системы обеспечения и управления рабочим оборудованием.

Преимущества ГАП перед станочными системами с РУ

Позволяет обрабатывать различные по конструкции детали в любом порядке и варьировать объемы выпуска в зависимости от потребностей заказчика, а так же выравнивать условия обработки независимо от объема выпуска. Вследствие чего снижается величина экономически обоснованной партии.

Обеспечивается сокращение затрат и времени на подготовку производства за счет автоматизации проектно-конструкторских работ (САПРК, ТП) что позволяет работать по конкретным заказам уменьшая или исключая склад готовой продукции.

Увеличивается время использования оборудования за счет повышения сменности, 2-3 смены, а так же за счет уменьшения доли

Снижаются требования к квалификации оператора, сокращается потребность в рабочей силе, изменяется характер работы обслуживающего персонала, т.е. имеет место социальный эффект.

Имеется возможность наращивания или сокращения мощностей в зависимости от потребностей производства.

Может нарушатся принцип прямоточности перемещения заготовок внутри участка т.е. есть возможность возврата заготовки для последующей их доработки на станках которые были уже использованы на первоначальных операциях. Это приводит к сокращению количества станков и повышает коэффициент использования оборудования.

;

Максимальная концентрация операций на одном рабочем месте обеспечивает минимальное пролеживание детали.

ГПС обеспечивает трехсменную работу в автоматизированном режиме, повышение производительности труда в 3-4 раза, снижение себестоимости продукции в 3-5 раз. Цикл обработки сокращается примерно в 3 раза.

Общее понятие и определение ГПС

В соответствии с ГОСТом «Системы производственные гибкие - термины и определения» в качестве обобщающего используется термин ГПС если не требуется указания уровня ее структуры, сложности или степени ее автоматизации.

В широком смысле под производственной системой понимают совокупность производственных процессов и технических средств необходимых для изготовления той или иной геометрической формы. Если такая система предназначена для изготовления группы различных изделий то ее считают переналаживаемой или гибкой. Переналадка осуществляется без остановки производственного процесса. Таким образом ГПС это совокупность или отдельная единица технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования СОФ в автоматическом режиме, обладающая свойствами автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. Основные компоненты ГПС можно представить в виде схемы:

1-Технологическое оборудование, станки 2-Транспортно складская система ТСС 3-Транспортно накопительная система ТСН 4-Система контроля изделий 5-Система удаления отходов 6-Система установки детали в спутники 7-Система инструментального обеспечения 8-Система управления

Состав и определение основных элементов ГПС

Первичной составляющей единицей при создании ГПС является гибкий производственный модуль ГПМ.

Модули подразделяются на основные - производящие определенную продукцию или вид информации и вспомогательные (ТСС, ТСН). Таким образом ГПМ это ГПС состоящая из единицы технологического оборудования оснащенная автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные циклы и имеющая возможность встраиваться в системы более высокого уровня.

РТК - робото-технологический комплекс, это частный случай ГПМ при условии встраивания его в систему более высокого уровня. В ГПМ кроме станка могут входить накопители заготовок и готовых деталей, приспособления для транспортировки заготовок, спутники, устройства для загрузки и разгрузки в т.ч. ПР, устройства замены оснастки, устройства удаления стружки, устройства автоматизированного контроля включающие системы диагностики и переналадки. Из основных и вспомогательных модулей составляется гибкая автоматизированная линия ГАЛ, гибкий автоматизированный участок ГАУ, гибкий автоматизированный цех ГАЦ, и гибкий автоматизированный завод ГАЗ.

ГАЛ это ГПС состоящая из нескольких гибких модулей объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования этого оборудования. В состав ГАЛ и ГАУ могут входить отдельно единицы такого технологического оборудования как автоматы и полуавтоматы, т.е. станки с жесткой системой управления, а также станки с РУ.

По степеням автоматизации различают два вида ГПС -

Гибкий производственный комплекс ГПК - это ГПС состоящая из нескольких гибких модулей объединенных автоматизированной системой управления, автоматизированной транспортно складской системой, автономно функционирующая в течении заданного интервала времени и имеющая возможность встраиваться в системы более высокого уровня.

Вторая степень ГАП это ГПС состоящая из нескольких или одного ГПК объединенных АСУ, содержащая АТСС (автоматизированная транспортно складская система) и осуществляющая автоматизированный переход на изготовление новых изделий с помощью автоматизированной системы научных исследований АСНИ, САПР и автоматизированной системы технологической подготовки производства АСТПП.

ГПК состоит из нескольких ГПМ, включает в себя производственную систему и системы обеспечения функционирования СОФ - это совокупность взаимосвязанных систем обеспечивающих ТПП изделий, управления ГПС с помощью ЭВМ, хранение и автоматическое перемещение объектов производства и технологической оснастки.

В состав СОФ входят:

Автоматизированная транспортная или транспортно складская (транспортно накопительная) система АТСС.

Автоматизированная система инструментального обеспечения АСИО.

Автоматизированная система контроля САК.

Автоматизированная система удаления отходов АСУО.

Система обеспечения профилактикой и ремонтом оборудования СПР.

Автоматизированная система управления техпроцессом АСУТП.

Система автоматизированного проектирования САПР.

Автоматизированная система технической подготовки производства АСТПП.

Автоматизированная система управления ГПС - АСУГПС.

Схематический состав и структура ГАП

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

АРМ - автоматизированное рабочее место.

Все перечисленные по схеме элементы реализуют автоматизацию (практически полностью) всех этапов ТПП. В рамках АСУ все эти элементы объединены единой информационно-вычислительной сетью. ГПС такого уровня должны обеспечивать:

Комплексную автоматизацию всего производственного процесса КТПП новых изделий, управления и планирования производства в целом;

Автоматизация производства изделий какими угодно малыми сериями до производства изделий в единичном исполнении;

Себестоимость изделий и производительность труда практически не отличается от значений достигнутых в производстве данного изделия массовым тиражом;

Сокращается численность работающих в несколько раз.

1. Групповая обработка деталей

Продукция серийных машиностроительных предприятий характеризуется частой сменой изделий и следовательно большим числом конструкторских и технологических изделий, сравнительно небольшими объемами выпуска и многооперационностью технологий. Регулярность изготовления деталей различна даже при установившейся специализации линий и участков. В условиях крупносерийного и массового производств заметно возросла тенденция к частой смене выпускаемой продукции. Научная организация ТПП группового производства направлена на внедрение и надежную работу АСТПП, АСУ, САПР и других важнейших элементов и систем автоматизации непосредственно связанных с разработкой, внедрением и эксплуатацией ГАП.

1.1 Значение групповой обработки деталей в создании ГПС

В практике организации машиностроительного производства существуют две формы специализации участков механообработки.

Технологическая;

Предметная.

Эти формы определяют два возможных направления в создании ГПС.

Первое направление приводит к автоматизации отдельных технологических операций, т.е. созданию операционных ГПС.

Второе направление приводит к комплексной автоматизации техпроцессов обработки деталей определенного класса.

В условиях быстрой переналадки оборудования второе направление более эффективно по сравнению с первым. Научной и организационной основой второго направления является групповая технология, которая обеспечивает минимальные простои оборудования из-за переналадки при целевой подетальной специализации рабочих мест, участков и цехов. В этом случае на рабочем месте выполняются технологически однородные операции обработки различных деталей, одного или нескольких изделий. Для этого предварительно производят классификацию всех деталей изделия по конструктивно технологическим признакам. Эта работа выполняется на базе единого классификатора деталей машиностроительного производства, затем детали объединяются в группы по признаку общности применяемого оборудования, инструментальных наладок и приспособлений, направляются для обработки на специализированные рабочие места. Составленные групповые техпроцессы, групповые операции позволяют выполнять обработку на этих рабочих местах любой детали установленной группы по общему, в конечном итоге стандартному техпроцессу. Используя цифровые коды (общесоюзный классификатор ЕСКД) этот процесс можно автоматизировать, особенно при большом количестве групп деталей. Методы групповой обработки в условиях ГПС должны обеспечивать:

Резкое сокращение времени производственного цикла.

Сокращение времени межоперационных транспортных перемещений.

Уменьшение объема незавершенного производства.

Сокращение сроков освоения новых изделий.

Согласно принципам групповой технологии создаются ГПС для изготовления деталей типа тел вращения (валы, фланцы), корпусных деталей, плоскостных деталей и смешанных групп деталей состоящих из выше перечисленных. Преимущество ГАП наиболее полно реализуется если на автоматизированном рабочем месте, участке или линии осуществляется полное изготовление деталей, что не всегда возможно по причине отсутствия ГПС такого широкого универсального плана.

1.2 Особенности организации группового производства

Длительность производственного цикла определяется размерами партии запуска:

- партия запуска.

В условиях единичного производства увеличение приводит к значительному сокращению чтобы увеличить необходимо обьединить детали в группу, такая обработка группами требует новых методов организации производства. Применение главного компонента ГПС - станков типа ОЦ непосредственно предполагает наличие на производстве групповых методов обработки. Групповой метод это метод организации производства и унификации техпроцессов при котором для групп однородных по конструкторским и технологическим признакам деталей устанавливаются высокоэффективные типовые методы обработки. Организация групповой обработки разделяется на два этапа:

На первом этапе производится анализ конструкторско-технологических деталей и изделий в целом, разрабатывается классификатор детали для их группирования; анализируются действующие техпроцессы; технологическая оснастка; разрабатываются групповые техпроцессы, переналаживаемые станочные приспособления; выбирается режущий и вспомогательный инструмент; и по мере необходимости производится модернизация и специализация оборудования на рабочих местах. Этот этап должен начинаться задолго до внедрения групповых методов и является подготовительным.

На втором этапе у каждого нового изделия детали подвергаются анализу с целью их распределения по различным уже сформированным группам (с устойчивыми признаками); разрабатываются комплексные детали на большинство которых уже имеются составленные групповые ТП и имеется в наличии почти вся необходимая оснастка.

1.3 Методы группирования деталей

Группой называется совокупность деталей характеризуемая при обработке общностью оборудования, оснастки, наладки станка, всего техпроцесса или отдельных его операций. При группировании надо учитывать:

Конфигурацию деталей и их габаритные размеры. Эти характеристики определяют тип станка, способ базирования и конструкцию приспособлений.

Геометрическую форму, общность поверхностей которые обрабатываются, их точность, взаимное расположение, шероховатость и марку материала. Эти характеристики влияют на маршрут обработки, режущий инструмент и режимы резания.

Серийность изготовления деталей. Этим определяется выбор варианта техпроцесса. Планово-организационные характеристики работы всей ГПС и показатели гибкости.

Создание групповых ТП основывается на следующих методах группирования:

Группирование по конструктивно технологическим признакам.

Группирование на основе комплекса признаков или по ЭП - элементарным поверхностям подлежащим обработке которым должен соответствовать элементарный ТП.

Группирование деталей по преобладающим методам обработки, единству технологического оснащения и общности наладки станка.

Во всех случаях группирования учитывается назначение детали, точность размеров, шероховатость и сходство ТП.

1.4 Понятие об унификации объектов производства в ТПП групповых методов обработки деталей

В сформированных группах в начале встречается большое многообразие значений размеров, их отклонений, технических условий, материалов и т.д.. В большинстве случаев это неоправданно, экономически не обоснованно и является следствием определенной свободы при конструировании изделий. Пользоваться этими материалами в перспективном проектировании очень неудобно и в условиях ГПС приводит к большим затратам времени на ТПП, а также требует большого объема памяти ЭВМ при формировании баз данных. Для эффективного решения этой проблемы необходимо выполнить определенный перечень мероприятий по унификации ТПП. Работа по унификации направлена на сокращение большого многообразия конструкторских и технологических решений. Существует два вида (понятия о) направленности унификации:

Взаимствование;

Стандартизация объектов производства, средств и методов изготовления.

На первом этапе выполняют подбор аналогов вновь проектируемому изделию (полное или частичное), а так же производят стандартизацию оптимальных проектных решений с целью их дальнейшего широкого использования. При проектировании новых изделий, этапов ТПП решение задачи заимствования должно производится в процессе проектирования и обеспечивать максимальную преемственность новых разработок по отношению к освоенным производством.

Унификация это анализ свойств объектов и разработка ограничителей типоразмерного ряда который отвечает всем требованиям текущих и перспективных задач проектирования. В основе унификации лежит трудоемкая систематизация объектов по наиболее важным признакам, исследование связей между конструкцией объектов и выявление закономерностей построения ограничителей типоразмерных рядов. Конечная цель ТПП и унификации для условий ГПС это получение унифицированных, затем стандартных ТП, которые реализуются на специализированных рабочих местах, т.е. гибких модулях.

1.4.1 Последовательность унификации ТПП в условиях ГПС

ГПС предназначены для обработки групп деталей отличающихся по конструктивно технологическим признакам. Одновременно могут подвергаться обработке детали которые по своим признакам относятся к разным составам групп. Однако чем больше сходство у деталей группы, тем эффективнее техпроцессы их изготовления, меньше время цикла обработки и меньше суммарное значение . В этом случае целесообразно использовать имеющийся комплекс методических приемов и правил которые сложились при разработке мероприятий по унификации объектов производства. Выделяются два основных этапа в комплексе мероприятий:

В начале подбора групп деталей (для первоочередного запуска ГПС) выбираются детали которые по возможности мало отличаются по конструкции и имеют также малое размерное отличие.

В дальнейшем проводится работа на будущее производство т.е. на стадии ТПП конструирование изделий проводится на базе тех деталей в которых заложены признаки сходства и общность ТП. Создать исходные ряды деталей можно только при выполнении работ по комплексной унификации изделий в целом, в следствии чего усиливается связь и преемственность этапов конструирования и изготовления деталей что способствует внедрению в производство САПР, АСУП и других элементов АСТПП.

1.4.2 Направление унификации техпроцессов

Унификация ТП может быть осуществлена по двум направлениям которые можно представить в виде следующей схемы:

Направление 1 основано на поиске и систематизации объектов производства аналогичных данному, т.е. представителям ранее освоенных изделий в существующем производстве. В основу заложено сходство конструкций самих деталей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Унификация ТП в этой группе осуществляется посредством группирования объектов производства по конструктивно технологическим признакам.

По большинству деталей симметрия относительно вертикальной оси. Наличие общих конструктивных элементов. Общий конструктивный элемент - плита основания. Наличие отверстий в ней. Диапазон обрабатываемых размеров незначительно отличается.

Направление 2 основано на выявлении общности в изготовлении у конструктивно отличающихся объектов и систематизации техпроцессов или отдельных операций, необходимых для изготовления этих объектов.

Фрезерная; Сверлильная; Расточная

Габаритные размеры этих деталей предполагают использование станка одной модели.

Первое направление характерно для крупносерийного производства. Второе направление характерно для единичного и мелкосерийного производства, т.е. наиболее приемлимый вариант для ГПС.

Первое направление по техническому исполнению не сложное, но реализация второго - дешевле и проще.

1.4.3 Понятие о взаимной адаптации деталей и оборудования при проектировании гибких производственных систем

При высокой стоимости существующего оборудования и большой трудоемкости комплекса работ по унификации изделий и специализации рабочих мест уместен вопрос о взаимосогласовании результатов этапов проектных разработок.

ГПК состоят из элементов которые характеризуются большим разнообразием условий к которым они должны приспосабливаться. Учитывая что стоимость ГПС возрастает пропорционально ее гибкости, а сама гибкость имеет определенные границы всегда следует делать выбор оптимального варианта взаимной приспосабливаемости производства и продукции. Адаптация производства и продукции рассматривается на двух стадиях:

На стадии проектирования и создания ГПС;

На стадии ее функционирования.

На первой стадии преобладающим фактором является продукция, а на второй производственная система.

При разработке новых конструкций возникает вопрос о технологии ее изготовления. В этом случае отношение «конструкция-технология» значительно весомее отношения «технология-конструкция», но по определенной технологии всегда изготовляется одна конструкция (или несколько близких к ней) т.е. для изготовления объекта технология имеет более принципиальное значение чем чертеж конструктора.

В условиях ГПС где основными отличительными особенностями проектирования являются детализация и комплексность проработки проектных решений, которые осуществляются во взаимосвязи предметов труда, технологий, технических средств, организации и управления. Выбор конструкторских решений должен иметь направленность на повышение технологичности изделия в целом. Конструкторская унификация направлена на сокращение большого многообразия конструкторских решений и их составных частей, но при этом должно соблюдаться условие - унификация не должна ограничивать объективно необходимого их разнообразия.

Технологическая унификация должна быть продолжением конструкторской и осуществляется на основе объединения с целью изготовления технологически однородных объектов, на специализированных рабочих местах.

1.4.4 Состав и содержание работ по комплексной унификации объектов производства при проектировании ГПС

Работа по унификации проводится в три этапа:

Определяется специализация цехов основного производства в целях сокращения количества методов обработки деталей и технических средств для осуществления этих методов.

Определение специализаций участков с целью унификации технических, технологических и организационных решений создания ГПС.

Определение специализаций рабочих мест с целью унификации проектных решений для каждого ГПМ, каждого рабочего места.

комплексный узел.

1 этап

Цех по обработке тел вращения

Группа - тела вращения. Методы обработки - токарная, фрезерная, сверлильная операции.

Рассматриваются группы деталей в целом. Определяются поверхности подлежащие обработке, которые повторяются по всем рядам выбранных деталей.

- единый номинальный размер и технические условия.

2 этап

Специализированные участки, специализация по типам оборудования.

3 этап

Специализированные рабочие места, специализация по характерным схемам обработки, например по характерным движениям режущего инструмента.

На первом этапе подвергаются унификации материалы заготовок, методы их формообразования, термическая обработка и покрытие, а так же унифицируются элементы конструкции деталей в целом, с тем чтобы повысилась степень их преемственности при конструировании деталей другого аналогичного изделия. Эти работы выполняются с помощью таблиц и схем систематизации деталей, размеров и результатов анализа их классификации.

На втором этапе унификация деталей осуществляется в каждой конструктивно-технологической группе КТГ, а затем совместно детали всех КТГ для данной ГПС. Это делается для выработки единых решений при их дальнейшем проектировании. (Конструктору дается ряд ограничительных решений). Особенностью этого этапа является обеспечение максимально возможного единства техпроцессов, оборудования и приспособлений. В связи с этим в первую очередь унифицируются виды геометрических форм, размеры обработки, требования к взаимному расположению, точности, шероховатости и т.д. влияющих на выбор единого ТП. На третьем этапе производится унификация технологических баз и других элементов влияющих на выбор приспособлений, инструментов (особенно размеры сверл, зенкеров, мечиков и т.д.) устройств активного контроля элементов ТНС (размеры ячеек тары, размеры и конструкции схватов ПР.

Наиболее трудоемкими являются работы на втором и третьем этапах, которые связанны с мероприятиями по унификации конструктивных элементов деталей КЭД, (по числу и видам элементов) в анализе возможны замены нестандартных элементов стандартными с минимальным числом их типоразмеров. В результате должно быть выявлено оптимальное состояние деталей, которое бы обеспечило экономичное изготовление их.

1.4.5 Унификация простановки размеров на деталях «типа плит»

Детали подвергаются классификации.

Нумеруются детали.

Нумеруются отверстия деталей.

Строится сетка координат, рассчитываются координаты x, y. Определяются допускаемые отклонения.

Заполняется таблица значений координат. Предполагается обработка отверстий на станках с ЧПУ.

№дет

№отв

x

y

1

1

X11

Y11

2

X12

Y12

Если необходимо то делается пересчет линейных размеров относительно базовых точек.

Последовательность (порядок) проведения работ по унификации КЭД.

Группирование деталей по конструктивно-технологическому подобию.

Определение состава механообрабатываемых элементов.

Систематизация КЭД по функциональному назначению и форме.

Разработка стандартов на ТП обработки КЭД.

1.5 Систематизация конструктивных элементов деталей

При переходе на автоматизированное проектирование детали стандарты на КЭД и технологию их обработки являются основой информационной базы САПР. Систематизацию элементов по функциональному назначению целесообразно проводить на одном виде изделий или группе подобных т.к. более определенными в этом случае будут выявлены свойства изделий. Для ряда случаев это невозможно сделать без анализа сборочных чертежей и установления всей совокупности деталей окружающих элемент. В этом случае необходимо установление функционального назначения всего узла. По функциональному назначению элементы описываются несколькими уровнями иерархической классификации. Рассмотрим это на примере канавок (Рис. 1) Систематизация КЭД или элементарных поверхностей ЭП, а также комплексных поверхностей КП по виду и их расположению (поверхностей образующих элемент) позволяют выявить типовой состав и последовательность выполнения переходов обработки, а также определить насколько рационально сочетание их в детали с точки зрения обработки.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 1

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 2

* - специальная форма канавки которая выполняется резцом на станке с ЧПУ;

** - проще форма режущего инструмента;

*** - предпочтительная схема простановки размеров как наиболее часто встречающаяся среди чертежей деталей данной группы.

После классификации и систематизации ряд унифицированных элементов выбирают по принципу: наиболее часто встречающиеся, и по принципу технологичности их в обработке.

Схема простановки размеров принимается по этим же принципам (принципам заимствования) проведение работ по унификации и стандартизации КЭД начинается с элементов низких уровней и проводится в следующем порядке:

Унификация формы элементов;

Унификация размеров и других качественных характеристик.

В общем унификация КЭД осуществляется на основе их классификации по функциональному назначению.

Классификация отверстий.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Рис. 3

Более сложные элементы, которые представляют совокупность взаимосвязанных простых элементов описывается количественными и качественными характеристиками. Количественная характеристика определяет число видов и характер связей простых элементов в более сложные и характеризуется уровнем и сложностью.

1.6 Понятие о систематизации элементов поверхностей деталей по уровням сложности

I.

II. Элементы второго уровня состоят из элементов первого уровня одного вида расположенные последовательно по общей оси симметрии в порядке убывания размеров.

III. Элементы третьего уровня состоят из элементов первого уровня одного вида, расположенных последовательно по общей оси симметрии в произвольном порядке.

IV. Состоит из элементов первого уровня различного вида непосредственно связанных между собой и расположенных произвольно относительно оси симметрии.

V. Элементы пятого уровня состоя т из элементов первых четырех уровней расположенных в одной плоскости и связанных между собой размерами.

VI. Состоят из элементов первых четырех уровней связанных между собой размерами в пространстве.

Качественные характеристики элементов.

- определяются предельными отклонениями размеров, формы, параметрами шероховатостей и регламентируются соответствующими ГОСТами. Проведение работ по унификации и стандартизации КЭД начинается с элементов низких уровней и проводится в следующем порядке:

1. Унификация формы элементов;

2. Унификация их размеров и качественных характеристик.

Унификация формы КЭД осуществляется на основе их классификации по функциональному назначению.

Пример см. 1.5. Рис. 2

Перечисленные мероприятия лежат в основе разработки технологической части проекта ГПС т.к. позволяют обосновать и оптимизировать выбор структуры ГПС (состав станков, их расположения относительно друг друга и ПР), а так же состав и организационную основу функционирования СОФ. Кроме этих мероприятий важнейшей составной частью работ по комплексной унификации при проектировании ГПС является унификация размеров КЭД.

1.7 Анализ применяемости размеров

Унификации размеров КЭД предшествует анализ применяемости размеров и их полей допусков.

В первую очередь анализируют применяемость номинальных значений размеров (номиналов). Анализ применяемости размеров простых элементов проводится в следующем порядке:

Устанавливается полный перечень применяемых и разрешенных к применению размеров.

Устанавливаются размеры являющиеся промежуточными (технологическими) при получении размеров элемента другого типа или элемента этого же вида, но с другими качественными характеристиками. Пример: диаметры отверстий под нарезание резьб (с учетом марки обрабатываемого материала и технологии получения резьб), а так же диаметры отверстий под последующую обработку.

Определяются размеры обуславливающие собираемость со стандартными деталями. Например диаметры отверстий под крепежные детали, подшипниковые соединения и т.д.

Составляется диаграмма применяемости размеров или таблицы систематизации.

Производится анализ применяемости размеров элементов и их унификация за счет исключения малоприменяемых или объединения близких по значению.

Наибольшую эффективность дает комплексное исследование номиналов размеров, их полей допусков. Это исследование для элементов первого уровня проводится путем составления диаграмм применяемости поля допуска определенного размера в элементе. По данным анализа малоприменяемые допуска следует исключить.

Унификация размеров и качественных характеристик элементов высоких уровней состоит в анализе применяемости каждого размера однотипного элемента, их качественных характеристик и последующему объединению и исключению.

По результатам унификации размеров, формы и других качественных характеристик разрабатываются стандарты на КЭД (вначале на элементы первого уровня) с учетом размеров перспективных для применения. На основании стандартов на КЭД первого уровня затем разрабатываются стандарты на элементы высших уровней. Стандартизация КЭД проводится в тесной связи со стандартизацией технологии их изготовления. Отбираются наиболее рациональные и перспективные методы обработки, виды технологического оснащения, инструменты и разрабатываются таблицы соответствия, которые заложены в основу будущих стандартов.

Элемент и его эскиз

Стандарт

Схема обработки

Режущий инструмент

Стандарт

Измерительный инструмент

Стандарт

Канавка кольцевая наружная прямоугольная

СТП

Точить канавку на глубину

v=…м/мин

S=...мм/мин

n=…об/мин

Резец канавочный № …

СТП

Шаблон для контроля профиля

Не разработан

1.8 Разработка комплексной детали

При группировании деталей, когда из всего разнообразия форм и размеров необходимо выделить такие, которые имеют общие признаки и сформировать родственные группы для последующей совместной обработки, в этих случаях руководствуются двумя принципами:

1. Детали подбирают по конструктивно технологическому сходству, главным образом по сходству наружных поверхностей, а размеры лежат в установленных интервалах. В эту группу попадают детали со сравнительно простой конфигурацией, детали близкие по размерам и форме т.е. образы которых легко воспринимаются с чертежа. К таким деталям можно отнести тела вращения.

2. Объединяются детали различные по своей конструкции и форме. Объединение их в группы производится по виду элементарных поверхностей подлежащих обработке, или на основе комплекса признаков. (В эту группу попадают корпусные детали)

Первое направление заканчивается разработкой комплексной детали. Под комплексной деталью понимается реальная или условная (искусственно созданная) деталь, содержащая в своей конструкции все основные элементы характерные для деталей данной группы и являющиеся ее конструктивно технологическим представителем. Под основными элементами понимаются поверхности определяющие конфигурацию детали и технологические задачи решаемые в процессе их обработки. Основные элементы служат главными признаками для отнесения к тому или иному классификационному подразделению. Комплексная деталь служит основой при разработке групповых техпроцессов и групповых операций. Группа деталей обрабатывается комплектом оснастки включающей в себя приспособления, режущий, вспомогательный и измерительный инструмент.

Под групповой оснасткой понимается совокупность приспособлений и инструментов обеспечивающая обработку всех деталей данной группы с применением небольших подналадочных операций. (Пример: перемещение упора, поворот барабана)

Таким образом составленный составленный на комплексную деталь техпроцесс с небольшими дополнительными подналадками оборудования должен быть применим при изготовлении любой другой детали данной группы.

Комплексная деталь: т.к. комплексная деталь объединяет и качественные характеристики деталей группы (размеры, их допускаемые отклонения, требования к точности взаимного расположения, шероховатость), то составляется таблица размеров в которой содержатся все размеры и их характеристики деталей данной группы.

Материал

ТО

D

D1

D2

…

L

L1

…

d

d1

…

cx

КД

-

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

№1

втулка

Ст45

-

30

-

-

…

50

-

…

15Н7

-

…

1x45

№2

втулка

№3

фиксатор

№4

заглушка

№5

…

M14

1.9 Группирование деталей по видам ЭП на основе комплекса признаков

В ряде случаев применяется методический прием при котором комплексная деталь не может быть создана, а определяется комплекс основных признаков позволяющий объединить различные детали в одну классификационную группировку. (корпусные детали, детали типа рычагов, кронштейнов и т.д.). К этой группе относят детали сложной конфигурации не симметричные относительно осей и содержащие отдельные поверхности или сочетания поверхностей которые можно обработать по общей схеме.

Создание комплексных деталей в этом случае практически не возможно и группирование производится по определенным признакам.

По форме и взаимному расположению ЭП

По параметрам или качественным характеристикам обрабатываемых поверхностей.

По сходству схем базирования деталей группы.

Правильное определение (выделение) комплекса признаков описывающих сочетание элементов поверхностей, позволяет составить групповой техпроцесс, выбрать схему групповой оснастки и инструмент. Наличие общих (сходных) схем базирования деталей группы дает возможность создания группового приспособления обеспечивающее установку и закрепление каждой детали группы.

Группа деталей: «Корпуса»

D=70-100 (H7-H9)

a=150-210

b=110-150

В этой группе общими признаками являются

1. форма и сочетание элементов и размеров основных отверстий (отверстия, канавки, фаски, требования к точности)

2. Можно предположить наличие сходства в схемах базирования, на основании этих признаков можно создать конструкцию групповой переналаживаемой оснастки.

По габаритным размерам, по требованиям к точности выбирается единая модель станка. Поверхности, которые подлежат обработке наиболее ответственные отверстия. Отверстия ступенчатые, имеются канавки, фаски. По показателям точности выбирается план обработки отверстий. Растачивание черновое, чистовое, тонкое; резцы проходные, упорные канавочные. Приспособление со сменной наладкой, которое содержит планку и комплект сменных пальцев. Меняя наладку и производя корректировку центра детали относительно инструмента с помощью этого приспособления можно обработать (расточить) все основные отверстия у деталей данной группы.

Группирование деталей по видам ЭП строиться в виде таблицы классификатора ЭП.

плоскости

отверстия

Горизонтально расположенные

Вертикально расположенные

Гладкие сквозные

Фаски

горизонтально

вертикально

Плоскости бобышек

Гладкие глухие

Уступы, двухсторонние лыски и т.д.

Пазы

1.10 Разработка групповых техпроцессов ГТП

ГТП - это совокупность групповых технологических операций обеспечивающих обработку различных деталей группы или нескольких групп по общему технологическому маршруту. При разработке ГТП необходимо учитывать следующие требования:

Обеспечить наиболее полную (по всем поверхностям подлежащим обработке) экономически выгодную обработку любой детали группы без значительных отклонений от общего маршрута.

Оснастка должна обеспечивать максимальную производительность по всем составляющим . Она может быть групповой, универсальной или переналаживаемой и желательно чтобы оснастка имела механизированные приводы (собственный привод револьверной головки или поворотного стола).

Групповая наладка станка на выполнение операции должна иметь постоянный комплект инструментов. При переходе к обработке следующей детали допускается замена только мерного инструмента. (сверла, зенкеры, развертки)

Переналадка станка должна быть простой и краткой по времени. (Например поворот барабана с установленными упорами и т.д.)

При разработке ГТП для единичного и мелкосерийного производства рекомендуется:

Предусматривать обработку максимального количества поверхностей на одном станке (это принцип обработки деталей на станках с ЧПУ)

Применять последовательную поэлементную обработку поверхности. В этом случае обеспечивается быстрая переналадка станка на обработку других деталей.

Все три варианта с точки зрения подлежат анализу и зависят от:

Количества деталей в партии;

Типа станка;

Уровня оснащенности производства;

Особенностей организации производства.

Применять стандартный инструмент в наладках обеспечивающий обработку всей группы деталей.

В среднесерийном производстве при разработке ГТП необходимо учитывать следующее:

Схему групповой настройки станка максимально приближенную к индивидуальным особенностям каждой детали группы. Поэтому в группе рекомендуется содержать от трех до восьми наименований деталей (чем больше отличаются детали по конструкции, тем меньше наименований деталей в группе).

Применять как параллельную так и последовательную обработку поверхностей. Для этого кроме стандартного инструмента можно применять фасонный инструмент и комбинированные инструментальные державки.

Предусмотреть смену инструментов блоками, а настройку производить вне станка.

При наладке допускается замена фасонного и мерного инструментов. В крупно серийном и массовом производстве метод групповой обработки целесообразно применять при коротком цикле изготовления изделия. Когда коэффициент закрепления операции - применяются групповые поточные линии.

ГТП удобно представлять в виде таблиц:

токарно-револьверная

сверлильная

фрезерная

долбежная

ТО

шлифовальная (наружн)

шлифовальная (торец)

КД

№1…

№2…

1.11 Построение групповой технологической операции ГТО

ГТО это операция общая для группы различных деталей, которая выполняется на конкретном типе станка с использованием групповой оснастки, что должно обеспечивать выполнение любой деталеоперации.

Деталеоперация это дифференцированный план переходов при обработке конкретной детали, которая входит в группу деталей для которой разрабатывается ГТО.

ГТО разрабатывается как составная часть ГТП, как однооперационный ГТП (состоящий из одной операции) и как отдельную групповую операцию единичного ТП, т.е. на одну деталь группы. ГТО представляется в виде таблицы:

подрезать торец

точить поверхности

обточить канавку

центровать торец

Сверлить отверстие

расточить отверстие

отрезать деталь

КД

№1…

№2…

Для разработки ГТО на станках с ЧПУ существует и необходима более подробная запись содержания технологических переходов, что необходимо для разработки управляющей программы. Эта работа выполняется для каждой детали группы по операциям и переходам.

№ переходов

Наименование переходов

Примечание

А

Установить и закрепить заготовку

1.Обеспечить необходимый вылет заготовки по упору

2. Фиксировать вылет заготовки упором в задней бабке.

3. Однократную заготовку установить с помощью схвата ПР

1.

Подрезать торец 1 выдерживая размер L'=L+(5-7) мм

2.

Обточить поверхность 3 с Dзаг до D1 на длину L' с одновременной обработкой поверхности 2 по программе

3.

Обточить поверхность 4 с D1 до D2 шириной b

4.

Центровать на глубину…

5.

Сверлить отв. 5 d1' на глубину L+(1-2)мм под последующее растачивание

6.

Сверлить отверстие 6 d2' на глубину l1-(2-3)мм под последующее растачивание

7.

Расточить отв. 6 с d2' до d2 подрезать торец 7 в размер l1

8.

Зенкеровать отв. 5 с d1' до d1 на глубину L+(1-2)мм

9.

Отрезать деталь с подрезкой поверхности 9 на длину L

Если обработка поверхностей производится за несколько переходов, то промежуточные размеры можно обозначить следующим образом - например

Обточить поверхность 1 с до ;

Обточить с до ;

Шлифовать поверхность 1 с до ;

Шлифовать с до

1.12 Особенности технического нормирования ГТО

Особенностью системы нормирования при групповой обработке является то что технически обоснованная или статистическая норма времени определяется не на каждую деталь, а на характерные детали представителей, охватываемые и комплексные детали. Для этого необходимо иметь:

Классификатор с разбивкой деталей на группы.

Единый маршрут обработки всей группы (ГТП)

Схему групповой оснастки на операциях.

...

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены