Полетаев В.А., Сыркин И.С. Проектирование технологических процессов автоматизированного машиностроительного производства

Подождите немного. Документ загружается.

В. А. Полетаев И. С. Сыркин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Учебное пособие

Кемерово 2010

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Кузбасский государственный технический университет"

В. А. Полетаев И. С. Сыркин

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

Учебное пособие

Кемерово 2010

УДК 621.9.06-52:658.527:681.306

Рецензенты:

Кафедра автоматизации производственных процессов и АСУ Кемеров-

ского технологического института пищевой промышленности

Доцент Кемеровского института (филиала) ГОУ ВПО "Российский го-

сударственный торгово-экономический университет", канд. техн. наук

Л. Д. Машкин

Полетаев, В. А. Проектирование технологических процессов автомати-

зированного машиностроительного производства : учеб. пособие /

В. А. Полетаев, И. С. Сыркин ; Кузбас. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2010. –

124 с.

ISBN 978-5-89070-762-8

Изложены особенности проектирования технологических процессов

в условиях автоматизированного производства. Рассмотрены виды технологи-

ческих процессов, методы проектирования процессов, исходные данные для

проектирования. Приведены вопросы отработки конструкции изделия на тех-

нологичность и выбора заготовки и методы ее изготовления. Подробно рас-

смотрены методы структурного проектирования технологических процессов

и отработки на надежность технологических систем.

Предназначено для студентов направления подготовки 150900 "Техно-

логия, оборудование и автоматизация машиностроительных производств"

и специальности 220301 "Автоматизация технологических процессов

и производств (в машиностроении)".

Печатается по решению редакционно-издательского совета Кузбасского

государственного технического университета.

УДК 621.9.06-52:658.527:681.306

 Полетаев В. А., Сыркин И. С., 2010

ISBN 978-5-89070-762-8

 Кузбасский государственный

технический университет, 2010

ПРЕДИСЛОВИЕ

Цель книги – предоставить справочную информацию, сведен-

ную в единую методику расчета технологического процесса изго-

товления машиностроительной продукции.

Учебное пособие предназначено для студентов дневной

и заочной формы обучения специальностей, связанных с техноло-

гией машиностроительного производства. Кроме этого данное посо-

бие будет полезно аспирантам и специалистам в области машино-

строения.

Книга представляет собой учебное пособие с элементами спра-

вочника. В отличие от других изданий собрана информация обо

всем процессе проектирования технологического процесса. Допол-

нительно представлена справочная информация.

Учебное пособие рекомендуется применять при выполнении

лабораторных работ, связанных с расчетом технологии изготовле-

ния изделий, а также при проектировании процесса изготовления

реальных изделий.

Авторы данной книги – сотрудники кафедры информацион-

ных и автоматизированных производственных систем Кузбасского

государственного технического университета Полетаев Вадим

Алексеевич – заведующий кафедрой, доктор технических наук,

профессор, заслуженный работник высшей школы; Сыркин Илья

Сергеевич, кандидат технических наук, работает доцентом на ка-

федре ИиАПС.

Уважаемые читатели, коллектив авторов заранее приносит

свои извинения за возможные ошибки, допущенные при подготовке

этой книги. Отзывы и пожелания просим отправлять на кафедру

ИиАПС ГУ КузГТУ.

ВВЕДЕНИЕ

Повышение эффективности современного машиностроитель-

ного производства возможно только путем комплексной автомати-

зации.

В условиях частой сменяемости продукции, расширения но-

менклатуры ее выпуска, сокращения сроков технологической под-

готовки производства (освоения) средства автоматизации

и производства должны быть унифицированы, построены по мо-

дульному принципу, иметь широкую универсальность

и способность к быстрой переналадке, то есть быть гибкими. Ин-

тенсификация технологических процессов (ТП) и снижение себе-

стоимости изготовления изделий в гибких производствах осуществ-

ляются за счет применения многоцелевых систем машин, оборудо-

вания, приборов, промышленных роботов и манипуляторов, авто-

матизированных транспортных и складских систем, интенсивных

ТП, обеспечивающих высокую производительность

и автоматизацию всех процессов производства, а также использо-

вания микропроцессоров (МП) и микроЭВМ в управлении перена-

лаживаемым автоматизированным производством.

Такое гибкое автоматизированное производство (ГАП) позво-

лит в дальнейшем создать заводы-автоматы, работающие по прин-

ципу безлюдной технологии и круглосуточно.

Другим направлением автоматизации является совершенство-

вание традиционных средств автоматизации, обладающих наи-

большей производительностью, но имеющих малую универсаль-

ность и малую мобильность к перенастройке. Эти средства хорошо

зарекомендовали себя в условиях массового и крупносерийного

производства, для которого характерна редкая сменяемость изде-

лий, большая продолжительность срока выпуска, малая номенкла-

тура, малая доля вспомогательного и подготовительно-

заключительного времени в общей трудоемкости изготовления из-

делия. Традиционные средства производства и автоматизации – ав-

томатические линии – строятся на базе специального

и специализированного оборудования, соединенного автоматиче-

ским транспортом. Это классические направления. Возникает про-

изводство с большим объемом ограничения сроком выпуска изде-

лий – многономенклатурные производства с большим объемом вы-

пуска.

Создание любого автоматизированного производства начина-

ется с разработки ТП. На этом этапе решаются следующие задачи:

выбор заготовки и метода ее получения, выбор методов обработки

заготовки и сборки изделий; определение количества

и последовательности операций, агрегатирование операций (кон-

центрация или дифференциация); выбор оборудования, инстру-

мента, приспособлений; определение режимов и условий выполне-

ния операции и др.

Особенностью автоматизированных ТП является возможность

их интенсификации. Для этой цели используют: концентрацию

(объединение) операций; объединение действий (совмещение рабо-

чих ходов с холостыми ходами, холостых ходов с холостыми хода-

ми, холостых ходов с рабочими ходами); применение новых высо-

копроизводительных процессов, реализация которых при неавтома-

тическом управлении невозможна; оптимизацию и адаптацию ТП.

Для традиционной технологии характерно:

1) при массовом и крупносерийном производстве – единичные

(индивидуальные) ТП с детальной проработкой (операционные

ТП); высокая степень специализации (дифференцирование ТП);

полная синхронизация операций (либо большое незавершенное

производство в виде операционных заделов); поточные методы ор-

ганизации труда; однопредметные автоматические линии на базе

специальных и агрегатных станков, которые расположены

в порядке выполнения ТП; транспортная связь с жестким ритмом

(без заделов); высокая степень автоматизации; высокая производи-

тельность; низкая универсальность, отсутствие гибкости; обслужи-

вание оператором низкой квалификации;

2) при серийном производстве – групповые и типовые ТП

с неполной детальной проработкой; средняя степень специализа-

ции; синхронизация операций; поточный метод организации труда;

многопредметные автоматизированные и механизированные поточ-

ные линии на базе агрегатного и универсального оборудования

с ЧПУ и механизированных рабочих мест; низкий уровень автома-

тизации; высокая универсальность; низкая гибкость; повышенная

квалификация операторов;

3) при мелкосерийном производстве – групповые и единичные

ТП без детальной проработки, низкий уровень специализации; ук-

рупнение операций (интегрирование, концентрация); при сборке

применяют поточные (позиционные) методы организации труда,

универсальное оборудование, в том числе с ЧПУ, много неавтома-

тизированных операций; высокая универсальность, низкая гиб-

кость; операторы высокой квалификации.

Для гибкой автоматизированной технологии характерно:

1) при серийном производстве применяют типовые

и групповые ТП с детальной их проработкой (операционные); ук-

рупнение (концентрация) операций, синхронность необязательна,

применяется для выполнения операций ГПМ, объединение

с автоматизированными накопителями и транспортным оборудова-

нием в ГАЛ или ГАУ с управлением от ЭВМ;

2) при многономенклатурном мелкосерийном производстве –

в основном то же, что и при серийном, но еще больше укрупняются

операции (стремление выполнить процесс обработки на одном об-

рабатывающем или сборочном центре; основу ГАУ составляют об-

рабатывающие или сборочные центры, а также универсальное обо-

рудование с микропроцессорным управлением, автоматизирован-

ные транспорт и накопители с ПУ или ЧПУ, сопрягаемые с общим

управлением от УВК (управление вычислительным комплексом)

или ЭВМ.

Указанные особенности гибкой автоматизации вносят сущест-

венные изменения в процесс проектирования традиционной техно-

логии.

1. ВИДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Устанавливаются три вида технологических процессов

в зависимости от количества изделий, охватываемых процессом:

единичный, типовой и групповой.

Единичный ТП разрабатывается для изделия одного наимено-

вания, типоразмера и исполнения, независимо от типа производст-

ва.

Типоразмер – одна из нескольких деталей одного типа, отли-

чается только одним или несколькими размерами.

Исполнение – одна из нескольких деталей одного типоразме-

ра, отличающаяся от других или материалом, или видом покрытия

и т.п. при одних и тех же размерах.

Типовой ТП разрабатывается для группы изделий с общими

конструктивными и технологическими признаками.

Групповой ТП разрабатывается для изделий с разными конст-

руктивными, но общими технологическими признаками.

Типовая технологическая операция характеризуется единст-

вом содержания и последовательности технологических переходов

для группы изделий с общими конструкционными

и технологическими признаками.

Групповая технологическая операция характеризуется совме-

стным изготовлением группы изделий с разными конструктивными,

но общими технологическими признаками.

В соответствии со стандартами ЕС ТПП, в первую очередь

разрабатываются типовые или групповые ТП и ТО и только

в случае невозможности этого разрабатываются единичные ТП.

По степени детализации описания ТП подразделяются на мар-

шрутные, операционные и маршрутно-операционные.

Типовые ТП, как правило, имеют общий маршрут для всех де-

талей – типоразмеров этого типа.

При разработке групповых ТП группирование может осущест-

вляться как по отдельным операциям, так и по всему ТП. В первом

случае могут не совпадать количество и последовательность пере-

ходов, а во втором случае могут не совпадать операции обработки

конкретных деталей, входящие в одну и ту же группу. Поэтому при

разработке групповых ТП рекомендуется представить схему после-

довательности операций группового ТП для деталей группы (на ос-

нове комплексного маршрута) или переходов групповой операции

(на основе комплексной детали) (табл. 1.1 и 1.2).

Таблица 1.1

Схема последовательности операций

Операции

Наименование деталей

1 2 3 4 5 6 7

Комплексная деталь · · · · · · ·

Втулка · · · – – – ·

Гайка · · – · · – –

Таблица 1.2

Схема последовательности переходов

Переходы

Наименование детали

1 2 3 4 5 6 7

Комплексная деталь · · · · · · ·

Гайка · · – · – – ·

Заглушка · · · – – · ·

Разработка ТП производится для изготовления изделий, кон-

струкции которых отработаны на технологичность.

Группирование изделий по конструктивным

и технологическим признакам с учетом организации производства

является обязательным этапом, предшествующим разработке ТП.

Разработка ТП в общем случае в соответствии с ЕСТПП осу-

ществляется в такой последовательности:

 выбор заготовки;

 выбор типового ТП;

 определение последовательности и содержания ТП;

 определение, выбор и заказ новых средств технологическо-

го оснащения;

 назначение и расчет режимов обработки;

 нормирование процесса;

 определение профессий и квалификации исполнителей;

 организация производственных участков;

 выбор средств механизации и автоматизации элементов ТП

и внутрицеховых средств транспортирования;

 составление планировок производственных участков

и разработка операций перемещения изделий и отходов;

 оформление рабочей документации на ТП.