1. Повышение производительности обработки за счет:
- перевода обработки заготовок с менее производительных на более производительные станки (например, с токарных на токарно-револьверные);
- применения высокопроизводительных групповых приспособлений и групповой оснастки;
- применения средств автоматизации и механизации ТП;
- сокращения затрат на подготовительно-заключительное время (настройка и переналадка станка) и вспомогательное время (уменьшение продолжительности наладки - на 60-70 %).
2. Сокращение сроков технологической подготовки производства (на 20 %).
3. Сокращение цикла производства (на 70 %) и снижение незавершенного производства (на 60 %).
Сопоставление унифицированных ТП
| Типовые ТП | Групповые ТП | |
| Область рационального применения | Серийное и крупносерийное производство небольшого количества наименований деталей (шестерни, валы, кольца и т.д.), изготовление нормалей | Единичное, мелкосерийное и серийное производство различных заготовок |
| Перспективный охват деталей | Деталей общего машиностроения 15-20 % | Деталей машиностроения 40-50 %, приборостроения 50-60 % |
ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДУЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
Анализ конструкций и технологий изготовления изделий машиностроения показывает, что многие конструктивно-технологические элементы (КТЭ) деталей и сборочных единиц, даже если они относятся к разным классам, совпадают. Так, поверхности валов, предназначенные под установку на них стандартных подшипников качения, имеют идентичные геометрические размеры и требования по точности и шероховатости. Применяемые для тех же целей расточки в различных корпусных деталях, выполненных для установки наружных колец подшипников, также имеют повторяющиеся параметры. Подобные поверхности изделий, изготовляемые на различных предприятиях, выполняют с использованием одинаковых технологических операций и переходов.
Большинство деталей можно выполнить из КТЭ, имеющих ту или иную степень унификации. Каждый из унифицированных КТЭ будет изготовлять по совокупности заранее установленных операций и переходов. Тогда процессы изготовления изделий возможно проектировать на основе комбинаций унифицированных для каждого такого элемента технологических совокупностей.
Профессор Б.М. Базров разработал и развил научно-технические принципы создания и производства изделий на основе модульной системы конструкторско-технологического проектирования. Конструкторско-технологический модуль (КТМ) представляет собой явно выраженный элемент изделия, имеющий строго определенное геометрическое, точностное и параметрическое описание, изготовление которого ведется по заранее установленной для данного модуля технологии.
Модульный принцип технологического проектирования обеспечивает применительно к каждой детали или сборочной единице разработку технологических процессов из готовых блоков. В качестве КТМ могут служить сборочная единица, часть сборочной единицы, деталь или ее составной элемент. ТП или его части, если их применяют к различным элементам изделия или совокупности изделий с использованием принципов унификации, также могут относиться к модульным технологиям. По модульному принципу могут разрабатываться технологические процессы сборки, механообработки, изготовления заготовок, термообработки, нанесения покрытий, контроля, испытаний изделий и т.п.
В промышленной практике применяют различные методы формирования КТМ (КТЭ). На рис. 6, а проиллюстрирована методика проф. Б.М. Базрова на примере детали «фланец» типа тела вращения, имеющая одно центральное и четыре отверстия, расположенные с радиальным смещением параллельно оси. Деталь представляет собой совокупность из шести составляющих модулей: левого торца (ЛТ), правого торца (ПТ), центрального отверстия (ЦО), внеосевого отверстия (ВО), уступа правого наружного УПН), наружного цилиндра (НЦ). Граф взаимосвязи технологических модулей приведен на рис. 6, б.
Дополнительно для условий, приведенных на рис. 7, может быть использован, например, мнимый модуль, а именно ось тела вращения (ОТВ), уступ левый наружный (УЛН), уступы внутренние правый (УПВ) и левый (УЛВ).
| ПТ |
| 4ВО |
| ЦО |
| УПН |
| НЦ |
| ЛТ |
| а б |
| ВО |
| Z |
| ПТ |
| УПН |
| НЦ |
| ЛТ |
| ЦО |
| Х |
Рис. 6. Представление конструкции детали в виде совокупности модулей
Модули типа ОТВ и им подобные, например оси симметрии (ОС), служат для определения пространственного положения иных КТМ в деталях, заготовках и сборочных единицах. Каждый модуль после статистического анализа всей номенклатуры чертежно-технической документации в зависимости от геометрических, точностных и физико-механических параметров сводится к унифицированным подтипам в соответствующую таблицу (табл. 2), которая составлена на примере модуля ЦО с указанием основных размерных параметров.
| ЛТ ПТ НЦ ЦО |
| L |
| УПН УЛВ |
| L |
| L |
| ОТВ УЛН |
| L |
| УПВ ВО |
| L |
| L |
| L |
            |
Рис. 7. Примеры технологических модулей
2. Параметры технологических модулей отверстия
| Подтип модуля | d, мм | L, мм | IT, мкм | Шероховатость | Отклонение формы, мм | Отклонение расположения, мм | |
| Ra | Rz | ||||||
| ЦО4-4-12 | 1…4 | - | Rz 40 | 0,05 | 0,1 | ||
| ЦО4-4-10 | 1…4 | - | Rz 10 | 0,05 | 0,08 | ||
| ЦО4-8-12 | 4…8 | Ra 6,3 | - | 0,06 | 0,1 | ||
| ЦО4-8-20 | 8…20 | - | Rz 10 | 0,05 | 0,08 |
Для каждого подтипа модуля применительно к особенностям конкретного предприятия выбирают приемлемую технологию обработки, которая классифицируется в соответствии с предназначением. Для каждого подтипа создают идентификационную таблицу методов обработки или сборки. Так, для КТМ типа ЦО рассматриваемого фланца с параметрами, приведенными в табл. 2, технологические описания переходов сведены в табл. 3. Подтип данного КТМ имеет следующую структуру кодирования: «тип модуля - диаметр отверстия - длина отверстия - квалитет точности».
Содержание модульного технологического процесса
| Подтип модуля | Технологический процесс | Содержание технологического процесса |
| ЦО4-4-12 | ЦО2-4-12Тп | Сверлить отверстие Æ4 на длину 4 мм |
| ЦО4-4-10 | ЦЩ2-4-10Тп | Сверлить и зенкеровать отверстие Æ4 на длину 4 мм |
| ЦО4-8-12 | ЦО2-8-12Тп | Сверлить отверстие Æ4 на длину 8 мм |
| ЦО4-8-20 | ЦО2-8-20Тп | Сверлить и зенкеровать отверстие Æ4 на длину 8 мм с периодическим выводом сверла |
При подобном представлении изделия в виде совокупности КТМ составление технологического процесса обработки детали достаточно привести карты эскизов с указанием схем базирования и установки, а в маршрутной или операционной карте - дать указания по применению модульных технологических процессов обработки.
Внедрение модульных технологических процессов весьма перспективно. Оно сопровождается на предприятиях комплексными работами по формированию перечня модулей, их симплификации (устранению излишнего многообразия), унификации на уровне стандартов предприятия и сборников КТМ, созданию электронных графических и технологических баз данных для использования конструкторскими и технологическими службами предприятия. Внедрение модульных технологий способствует уменьшению номенклатуры режущих инструментов и других средств технологического оснащения, сокращению сроков конструкторской и технологической подготовки производства, а также длительности производственных циклов по выпуску изделий.
Более подробно модульные технологии см. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 2005.
