Основы проектирования групповых технологических процессов

Групповой технологический процесс - это технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками (ГОСТ 3.1109-82*).

Метод групповой обработки, разработанный проф. С.П. Митрофановым, является дальнейшим развитием идей типизации технологических проце­ссов, применительно к условиям единичного и серийного производства. По ГОСТ 14.004-83* под групповой организацией производства понимается форма организации производства, характеризуемая совместным изготовлением или ремонтом групп изделий различной конфигурации на специализированных рабочих местах. Внедре­ние групповой обработки требует проведения большой подготовительной работы, включающей:

• классификацию деталей (группировку);

• разработку технологического процесса для групп деталей;

• проектирование групповых приспособлений и инструментальных наладок;

• модернизацию оборудования и создание специализированных стан­ков;

• организацию групповых потоков.

Внедрение групповой обработки всегда начинают с классификации деталей.

Групповой называется совокупность деталей, характери­зуемая при обработке общностью оборудования, оснастки, наладки всего технологического процесса или отдельных операций. Группа служит основной технологической единицей. При создании групп учи­тывают габариты деталей, определяющие тип оборудования и размеры технологической оснастки.

Кроме того, учитывают общность геометрической формы и поверхно­стей, подлежащих обработке (например, плоскости лысок, уступов, пазов, гладких поверхностей и пр.); их точность и шероховатость; однородность заготовок, серийность и др.

При разработке групповых процессов изготовления различают следу­ющие методы группирования деталей:

• по конструктивно-технологическому сходству (шестерни, втулки, валики, рычаги и др.); метод чаще применяют в серийном, а иногда ив крупносерийном производстве ;

• по элементарным поверхностям, позволяющим устанавливать вари­анты процессов их обработки, а из комбинации элементарных процессов получить технологический процесс обработки любой детали;

• по преобладающим видам обработки (типам оборудования), единству технологического оснаще­ния и общности наладки станка.

В условиях серийного и мелкосерийного произ­водства последний метод группирования получил наибольшее распростране­ние. Разработку группо­вого технологического процесса начинают с проектирования групповых операций (деталь-опера­ций).

Групповой технологической операцией называют такую операцию, которая является общей для группы различных деталей, вы­полняемая с определённой групповой оснасткой, обеспечивающей обра­ботку заготовок на данном оборудовании. Группа деталей с общей (групповой) фрезерной операцией представлена на рис. 111.

Групповые операции (токарные, фрезерные, сверлильные, револьвер­ные, агрегатные и др.) разрабатывают с учётом возможности обработ­ки всей группы деталей на одном и том же оборудовании, одними и теми же (общими) режущими инструментами в групповых станочных при­способлениях.

Обработка различных деталей группы может производиться без пере­наладки или с незначительной переналадкой оборудования. В первом случае все детали группы (2...8), прикреплённые к станку, одновре­менно устанавливают и обрабатывают в специально спроектированных непереналаживаемых групповых станочных приспособлениях (см. рис. 51). Для обработки партий деталей других групп на станок устанав­ливают новое групповое приспособление, одновременно изменяя другие составляющие технологической наладки (инструменты, режимы и пр.). Во втором случае

после обработки партии одних деталей выполняют незначительную переналадку станка для обработки партии следующих деталей группы. При переналадке регулируют упоры, установочные эле­менты, переставляют вкладыши, кулачки и другие сменные детали при­способления, меняют метчики, развёртки и т.д. Все сменные элементы технологической оснастки, необходимые для обработки всех деталей группы (до 80 шт. и выше) хранятся непосредственно на рабочем месте и каждая переналадка оборудования занимает, как правил:), 3...5 мин.

Схему групповой наладки станка разрабатывают для наиболее слож­ной детали группы, включающей в себя все поверхности, встречающиеся у остальных заготовок, например, для тел вращения: наружные и внут­ренние цилиндрические и конические поверхности, наружные и внутрен­ние выточки, резьбы, фаски и прочие (рис. 112). Такую деталь назы­вают комплексной. Если среди более простых деталей груп­пы встречается отдельные поверхности, отсутствующие на комплексной детали, то эти поверхности искусственно добавляют в её чертёж. Сле­довательно, комплексная деталь (реальная или условная) должна со­держать в себе все геометрические элементы деталей данной группы. Составленный на комплексную деталь технологический процесс с не­большими дополнительными подналадками оборудования применим при из­готовлении любой другой детали данной группы. Такой технологический процесс получил название технологического про­цесса групповой операции.

После разработки схем групповой наладки и уточнения содержания технологических переходов групповой операции, проектируют и изго­тавливают групповую оснастку (приспособления и инструменты). Одно­временно производят целевую модернизацию станков, а в обоснованных случаях создают специализированные станки для групповой обработки.

Групповую обработку успешно применяют (рис. 113) для дета­лей:

• цикл обработки которых ограничивается только одной операцией (заготовительной, револьверной, автоматной, отделочной или др.);

• которые после данной групповой операции проходят обработку по единичным (индивидуальным) процессам или входят в новые группы за­готовок, формируемые для других групповых операций;

• имеющих общий групповой многооперационный процесс, выполняемый на разнотипном оборудовании. Все детали данной группа проходят по­следовательно либо через все деталь-операции группового технологи­ческого процесса, либо только через те деталь-операции, которые для них необходимы, а остальные операции маршрута пропускаются (подобно схеме, показанной на рис. 110). Групповые технологические процессы являются основой для создания подетально-групповых участ­ков с замкнутым циклом (предметно-замкнутых), а при наличии груп­повых технологических маршрутов - основой строительства групповых переналаживаемых переменно-поточных и автоматических линий.

Организация групповой обработки по всем возможным её направле­ниям позволяет получить большой экономический эффект. При группо­вой обработке (по А.А. Маталину) достигают: повышения выпуска про­дукции на одного работающего на 33%; уменьшения продолжительности наладки - на 60...70%; сокращения продолжительности подготовки производства - на 20%; сокращения производственного цикла - на 70%; повышения загрузки оборудования - на 30% и др. Кроме того, упроща­ется и удешевляется проектирование и изготовление специальной ос­настки (заменяемой групповой) и целевая модернизация станков для обработки определённых групп деталей; в условиях мелкосерийного и серийного производства создаются высокопроизводительные многопред­метные поточные автоматические линии; возрастают техническая куль­тура и уровень организации производства.

Основная тяжесть работы по внедрению групповой обработки ложит­ся на технологов и конструкторов. Они должны из имеющейся номенк­латуры деталей всех выпускаемых изделий отобрать группы (выполнить классификацию), провести их унификацию и стандартизацию, разрабо­тать на них групповые технологические процессы, спроектировать не­обходимые приспособления и инструмент, при необходимости произвес­ти модернизацию оборудования.

В целом типизация технологических процессов и групповая обработ­ка деталей представляют собой прогрессивные методы унификации тех­нологических процессов, позволяющие перенести высокопроизводительные методы массового производства в условия серийного.