В статье проведен анализ базового технологического процесса изготовления детали «Корпус» на устаревшем универсальном оборудовании и предложен способ изготовления на станках с числовым программным управление.
Ключевые слова: машиностроение, технология, процесс, универсальное оборудование, ЧПУ, станок, нормирование, инструмент, CAD, CAE.
Для анализа исходных данных возьмем базовый технологический процесс изготовления детали «Корпус» в условиях среднесерийного производства на универсальном оборудовании. Количество изготавливаемых в год деталей не превышает 250 штук.
Для изготовления детали «Корпус» используется 3 универсальных станка производства СССР:.Станок продольно-фрезерный 6606.
В таблице 1 структурно представлен базовый технологический процесс изготовления детали «Корпус»:
Таблица 1
|
Опер. |
Наименование операции |
Оборудование, приспособления, режущий иизмерительный инструмент |
Тп.з. |
Тшт. |
|
005 |
Фрезерная 1. Установить и закрепить; открепить снять 2.Фрезеровать литейную прибыль заподлицо с отлитой деталью 3.Фрезеровать литейную перемычку заподлицо с литейными поверхностями |
1.Станок продольно-фрезерный 6606 2.Фреза 200 F4033 B60 200 3.Пластина SNGX 1205 ANN F57 4. Линейка 300 ГОСТ 427–75 5.Фреза 32–2-А4–178 ГОСТ Р 53000–2008 6.Штангенциркуль Шц-1–125–0,1 ГОСТ 166–89 |
0,33 |
0,8 |
|
010 |
Фрезерная 1.Установить деталь, выверить и закрепить 2.Фрезеровать плоскость в р-р 55±0,5, обеспечивая допуск перпендикулярности к поверхности до 0,5 мм. 3.Повернуть деталь 4.Фрезеровать плоскость как чисто, выдерживая р-р 154±2 5.Открепить и снять деталь |
1.Продольно фрезерный станок 6606 2.Фреза 200 F4033 B60 200 3.Пластина SNGX 1205 ANN F57 4.Угольник УШ-1–250 ГОСТ 333749–77 Штангенциркуль Шц-1–125–0,1 ГОСТ 166–89 |
0,33 |
0,8 |
|
015 |
Сверлильная 1.Установить деталь, выверить и закрепить 2.Установить шпиндель станка в «О» точку 3.Центровать ∅12, 4 отв. М16–7Н 4.Сверлить 4отв. М16–7Н 5.Сверлить отв.∅11 6.Открепить и снять деталь |
1.Вертикально- фрезерный станок с ЧПУ FKRS 2.Сверло ц.3,15 2317–0006 ГОСТ 14952–75. 4.Сверло 14 2301–0046 ГОСТ 10903–77 5.Пробка М16 ОБ 8133–0468–7Н 6.Сверло 11 2301–0034 ГОСТ 10903–77 7.Штангенциркуль Шц-1–125–0,1 ГОСТ 166–89 |
0,33 |
0,4 |
|
020 |
Сверлильная 1.Установить деталь, выверить и закрепить 2.Зенковать выточку ∅18Н14 на L=4H14 3.Зенковать отверстие ∅11,9 4.Развернуть отверстие ∅12Н9 5.Открепить и снять деталь. |
Радиально- сверлильный станок 2М57 1.Цапфа 6029–0537 ГОСТ 26259–87 2.Цековка 2350–0713 ГОСТ 262–87. 3. Штангенциркуль Шц-1–125–0,1 ГОСТ 166–89 4.Зенкер 12 ОБ 232–0003 5.Развертка 12Н9 2363–0111 ГОСТ 1672–80. 6.Пробка 12Н9 8133–0936 ГОСТ 14810–69 |
0,33 |
0,3 |
|
025 |
Фрезерная 1.Установить деталь, выверить и закрепить 2.Установить шпиндель станка в «О» точку 3.Фрезеровать паз в р-р 150+1 и 41+0,8 предварительно и чисто 4.Открепить и снять деталь |
1.Вертикально- фрезерный станок с ЧПУ FKRS 2.Приспособление ВБ 7473–1181 3.Фреза 25 ОБ 2223–0024 4. Штангенциркуль Шц-1–125–0,1 ГОСТ 166–89 5.Калибр 150+1 6.Калибр 41+0,8 7.Штангенглубинометр Шг-250–0, |
0,33 |
0,8 |
|
030 |
Расточная 1.Установить деталь, выверить по поверхности до 0,1мм и закрепить 2.Центровать и сверлить отв.∅25Н11 3.Зенкеровать отверстие ∅25Н11 4.Расточить выточку ∅40±0,5 на глубину 0,5±0,5 5.Перекрепить деталь 6.Развернуть стол на угол 60°±1° 7.Центровать отверстие К1/8” 8.Сверлить отверстие ∅8,5+0,24 п/р К1/8” 9.Зенкеровать фаску 1х45° 10.Открепить снять деталь. |
1.Горизонтально- расточной станок 2622В 2.Прокладки, прижимы 3.Индикатор ИЧ10кл.1 ГОСТ 577–68 4.Сверло ц.3,15 2317–0006 ГОСТ 14952–75 5.Сверло 23,5 2301–0081 ГОСТ 10903–77 6.Зенкер 25Н11 ОБ2320–0016 7.Пробка 25Н11 8133–0939 ГОСТ 14810–69. 8.Резец ОБ 2142–0042. 9. Штангенциркуль Шц-1–125–0,1 ГОСТ 166–89 10.Сверло ц.3,15 2317–0006 UJCN 14952–75. 11.Сверло 8,5 2301–0020 ГОСТ 10903–80 12.Зенковка 90° 2353–0133 ГОСТ 14953–80 13.Шаблон 90° 8371–0162 |
0,42 |
1 |
|
035 |
Фрезерная 1.Установить деталь, выверить поверхность до 0,1 мм и закрепить. 2.Фрезеровать выемку в размер 3±0,2 и 1+0,5 3.Открепить и снять деталь |
1.Станок продольно-фрезерный 6606 2.Прокладки, прижимы 3.Индикатор ИЧ10кл.1 ГОСТ 577–68 4.Фреза 20 ОБ2223–0022. 5.Шаблон 3±0,2 |
0,33 |
0,48 |
|
040 |
Сверлильная 1.Установить деталь и закрепить 2.Зенковать фаски 2х45° 3.Нарезать резьбу М16–7Н в 4отв. 4.Открепить и снять деталь. |
1.Радиально-сверлильный станок 2М57 3. Зенковка 90° 2353–0133 ГОСТ 14953–80 4.Шаблон 90°8371–0172 5.Метчик М16 кл.3 2620–1623, 2620–1621 6. Пробка М16 Пр/НЕ 8221–0067/1067 7. Штангенциркуль Шц-1–125–0,1 ГОСТ 166–89 |
0,33 |
0,48 |
|
045 |
Слесарная 1.Снять заусенцы и притупить острые кромки 2.Зачистить R2 3.Нарезать резьбу К1/8” 4.Зачитстить место маркировки 5.Маркировать порядковый номер детали 6.Маркировать обозначение чертежа. |
1.Слесарный инструмент 2.Метчик К1/8” ОБ 2625–0001 3.Пробка К1/8” ОБ8255–0002 4.Молоток 7850–0103 ГОСТ 2310–77 5.Набор клейм |
0,32 |
Проведя анализ базового технологического процесса сделан о том, что:
- Использование устаревшего оборудования и технологического инструмента на большинстве операций. В связи с этим, увеличивается число поломок, приводящие к перебоям в работе и значительно увеличивающие время на изготовление детали.
- Высокая оплата труда цеховых работников в связи с большим количеством установок, выверок и длительностью самого процесса механической обработки.
- Высокий расход электроэнергии и смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
- Высокий показатель нормочасов на обработку (5,38 н/ч).
Для повышения объемов производства и уменьшения финансовых затрат предлагается создание нового технологического процесса, разработка программы на механическую обработку детали «Корпус» на станок с ЧПУ.
Также, для достижения цели повышения скорости изготовления при меньших финансовых затратах необходимо провести совершенствование устаревшего технологического процесса, в части:
- Замены универсальных станков на станки с числовым программным управлением (ЧПУ), что позволит снизить расход электроэнергии путем уменьшения применяемого оборудования, затрат на их обслуживание и ремонт, а также уменьшение затрат машинного времени.
- Применение современных видов обрабатывающего и мерительного инструмента для повышения точности обработки и снизит расход смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).
- Разработать оптимизированный технологический процесс с использованием станков с ЧПУ.
Изготовление детали «Корпус» разработан с использованием горизонтального обрабатывающего центра с ЧПУ BlueStar 5 (рис. 1).
Рис. 1.
Используя автоматизированную систему моделирования CAD Creo Parametric 4.0 M030, была построена 3D модель изготавливаемой детали, а также в CAE системе Siemens: NX 12.0 разработана управляющая программа на обработку детали на выбранном станке с ЧПУ.
Технологический процесс, приведенный в таблице 2, указывает, что нормирование, которое, в своем большинстве, опирается на машинное время изготовления детали на станке (2,65 н/ч).
Таблица 2
|
Опер. |
Наименование операции |
Оборудование, приспособления, режущий иизмерительный инструмент |
Тп.з. |
Тшт. |
|
005 |
Комплексная на обрабатывающих центрах с ЧПУ. 1. Установить отливку, выверить и закрепить. 2.Фрезеровать литейную прибыль заподлицо с отливкой 3.Фрезеровать литейную перемычку заподлицо с литейными поверхностями 4. Открепить и снять деталь. 5. Контроль первой детали мастером. |
1.Обрабатывающий центр с ЧПУ BlueStar 5 2.Прижимы, подкладки 3.Корпус фрезы F4042.B.125.Z10.15 Walter 4. Фреза 32–2-А-4–178 ГОСТ Р53002–2008 5. Штангенциркуль MarCal 16ER — 300–0,01 |
0,41 |
|
|
010 |
Комплексная на обрабатывающих центрах с ЧПУ. 1. Установить отливку, выверить и закрепить. 2.Фрезеровать плоскость в размер 55±0,5, обеспечивая допуск перперндик. к поверхности до 0,5мм 3. Переустановить деталь 4. Фрезеровать плоскость как чисто, выдерживая размер 154±2 5. Открепить и снять деталь. 6. Контроль первой детали мастером. |
1.Обрабатывающий центр с ЧПУ BlueStar 5 2.Прижимы, подкладки 3.Индикатор ИЧ02 кл0 ГОСТ 577–68 4.Корпус фрезы F4042.B.125.Z10.15 Walter 5. Штангенциркуль MarCal 16ER — 300–0,01 6.Угольник УШ-1–250 ГОСТ 33749–77 |
0,25 |
0,64 |
|
015 |
Комплексная на обрабатывающих центрах с ЧПУ. 1. Установить деталь, выверить и закрепить. 2. Центровать:4 отв. под М16–7Н, выдерживая размеры: 113; 228; 39±1; 68±0,5. ∅12Н9, выдерживая размеры: 90(+1); 8±0,5 3. Сверлить отв. ∅11,7H12(+0,18), вместо ∅12Н9 4.Сверлить 2 отв. ∅13,9(+0,4) под М16–7Н на L=24±1 5. Сверлить 2 отв. ∅13,9(+0,4) под М16–7Н 6. Фрезеровать отв. ∅18H14(+0,43) на L=4H14(+0,3) 7. Фрезеровать 4 фаски 2х45° в отв. ∅13,9. 8. Нарезать резьбу М16–7Н на L=18min в 2-х отв. 9. Нарезать резьбу М16–7Н в 2-х отв. 10. Развернуть отв. до ∅12H9(+0,043) 11. Открепить и снять деталь. |
1.Обрабатывающий центр с ЧПУ BlueStar 5 2.Прижимы, подкладки 3.Индикатор ИЧ02 кл0 ГОСТ 577–68 4.Сверло центровочное ∅12 GUHRING 5.Штангенциркуль MarCal 16ER 200–0,01 6.Корпус сверла DCN 115–035–16R-3D ISCAR 7.Головка ICP 117 IC908 ISCAR 8.Калибр-пробка ∅13,9 ОБ 8133–0468 9.Фреза угловая ∅12х90° H3058318–12 Walter. 10.Метчик М16х2 2056305-М16 Walter 11.Пробка М16–6Н 8221–0067 Пр ГОСТ 17756–72 12.Развертка ∅12Н9 арт. № 5527–12 GUHRING 13.Калибр-пробка ∅12Н9 8133–0926 |
0,63 |
0,46 |
|
020 |
Комплексная на обрабатывающих центрах с ЧПУ. 1. Установить деталь, выверить и закрепить. 2. Фрезеровать предварительно и чисто паз на L=36min, выдерживая размеры: 150(+1); 41(+0,8); 70±2; 35±0,5; R10max 3.Фрезеровать выемку, выдерживая размеры: 1+0,5; 3±0,2 4.Фрезеровать выточку на L=0,5±0,5, выдерживая размеры: 40±1; R30°; отв. под резьбу К1/8" ГОСТ 6111–52, выдерживая размеры: 9±1; R60°±1°; 14±0,5 5. Центровать: отв. ∅25Н11, выдерживая размеры: 60±0,5; 52±0,5 6. Сверлить отв. ∅22H14(+0,52), вместо ∅25Н11 7. Сверлить отв. ∅8,5(+0,24) под К1/8" напроход в отв. ∅25Н11 8. Фрезеровать фаску 1х45° в отв. ∅8,5 9.Фрезеровать отв. до ∅25H11 (+0,13) 10. Открепить и снять деталь. 11. Контроль первой детали мастером |
1.Обрабатывающий центр с ЧПУ BlueStar 5 2.Прижимы, подкладки 3.Индикатор ИЧ02 кл0 ГОСТ 577–68 4.Корпус фрезы F4042.Z16.016.Z02.08 Walter 5.Штангенциркуль MarCal 16ER 200–0,01 6.Калибр 150(+1,0) ВБ8154–7844 7.Штангенглубиномер MarCal 30 NH-200–0,05 ТУ MahrGmbH 8.Набор шаблонов радиусных 9.Валик ВБ8030–2622 10.Шаблон 3±0,2 ВБ8153–5645 11.Сверло центровочное ∅12 Art № 723–12 GUHRING 12. Корпус сверла DCN 220–110–25R-5D ISCAR 13.Головка ICP 221 IC908 ISCAR 14.Сверло ∅8,5 Art. № 732–8,5 GUHRING 15.Фреза угловая ∅12х90° H3058318–12 Walter 16.Шаблон ∅10,5х90° 8371–0162 МН 1422–61 17.Корпус фрезы F4042.Z20. 020.Z03.08 Walter 18.Калибр-пробка ∅25Н11 8133–0939 |
0,48 |
1 |
|
025 |
Слесарная 1. Зачистить заусенцы и острые кромки притупить. 2. Зачистить R2 3. Нарезать резьбу К1/8" ГОСТ 6111–52 4. Маркировать порядковый номер детали. 5. Маркировать обозначение чертежа. 6. Контроль первой детали мастером |
1.Слесарный инструмент 2.Набор шаблонов радиусных 3.Метчик К1/8" ОБ2625–0001 4.Пробка К1/8" ОБ8255–0002 5.Комплект букв и цифр ОБ 7858–0036 |
0,14 |
Исходя из анализа базового и предложенного технологического процесса, можно сделать вывод, что при среднесерийном производстве количество нормочасов, затраченных на изготовление детали уменьшилось более, чем в 2 раза.
С финансовой точки зрения, это означает, что при изготовлении 250 изделий в год сокращение времени на механическую обработку в 2 раза приводит к освобождению дополнительных мощностей предприятия, которые можно использовать для обработки других деталей и сборочных единиц.
Литература:
- П. П. Серебреницкий, Краткий справочник технолога-машиностроителя
СПб, Изд. «Политехника» 2012.
- Ельцов: NX для конструктора-машиностроителя. ДМК-Пресс, 2013 г.
- http://ideal-plm.ru
- https://www.ptc.com/ru/products/cad/creo/parametric
