сочленений, подвесок, колес и шин. Возможность форсирования двигателей в широком диапазоне позволяет на базе цилиндра одной размерности создать автомобильные и тракторные модификации дизелей.
Например, двигатели форсированной и нормальной модификации Ярославского моторного завода устанавливают на автомобили Кременчугского автомобильного завода, а дефорсированной модификации – на тяжелые тракторы Кировского завода. Конструктивноунифицированный ряд деталей и узлов машин Белорусского автомобильного завода позволил всего за два месяца разработать конструкцию и изготовить опытный образец двухосного тягача высокой проходимости.
В результате сравнительного анализа режимов работы основных узлов автомобилей, а также конструктивных разработок было установлено, что ряд деталей и узлов можно использовать в конструкциях тягачей. Например, установлена возможность использования валов, шестерен, муфт и других деталей автомобильных коробок передач в трансмиссиях базовых тягачей. Для тягачей близких типоразмеров в отдельных случаях возможно применение унифицированной коробки передач.
Унификация и агрегатирование предопределяют возможности применения высокопроизводительных методов, резкого повышения производительности труда, снижения себестоимости производства; значительно облегчают работы по типизации технологических процессов и их автоматизированному проектированию. В настоящее время разрабатывают стандарты не только конструкций машин, узлов и деталей (система ЕСКД), но и всей области технологии машиностроения, охватывающей технологические процессы, оснащение и организацию производства (системы ЕСТД и ЕСТПП). Такой комплексный подход опирается на современные достижения науки и техники, экономики и передового опыта. Стандартизация оказывает влияние на разработку типовых процессов в машиностроении, на технологическое оснащение и организацию производства.
Типизация технологических процессов с широкой нормализацией и унификацией деталей и узлов является основой ускорения технологической подготовки производства, создания легко переналаживаемых средств механизации и автоматизации. В основу разработки типовых процессов должна быть положена конструкторскотехнологическая классификация, предусматривающая систематизацию деталей и узлов по основным признакам, как конструкторского,
35
так и технологического подобия. Классификация деталей является первым этапом создания типовой технологии. Для деталей гусеничных и колесных машин ее проводят на основе общесоюзного классификатора промышленной и сельскохозяйственной продукции. Согласно этому классификатору, предусмотрено два класса (40 и 50) деталей: «тела вращения» и «кроме тел вращения». Каждый класс последовательно разделен на 9 подклассов, каждый подкласс – на 9 групп, каждая группа – на 9 подгрупп, каждая подгруппа – на 9 видов. В качестве классификационных признаков для деталей гусеничных и колесных машин выбирают геометрическую форму, конструктивную характеристику отдельных элементов, взаимное расположение элементов, параметрический признак, наименование, выполняемую функцию.
Валы гусеничных и колесных машин относятся к подклассам длинных деталей, характеризующихся цилиндрической формой при длине, значительно превышающей основной диаметр: I > 2D. Сюда входят валы: ступенчатые и гладкие (коробок передач, торсионные и др.), пустотелые, эксцентриковые (балансиры, кривошипы), кулачковые, коленчатые. Смещение центров при обработке шатунных шеек коленчатого вала или обточка кулачков и эксцентриков распределительных валов не изменяет основную схему технологического процесса деталей этого подкласса.
Цилиндрические, конические и червячные зубчатые колеса, чашки дифференциалов, ведущие колеса, опорные и направляющие катки гусеничных машин, ступицы колесных машин, тормозные барабаны, корпуса и фланцы планетарных коробок, кольца включения, фрикционные диски и др. относятся к подклассам коротких деталей. Их характерным признаком является соотношение высоты и основного диаметра: h<=2D. Главными поверхностями обработки деталей этого подкласса являются торцы, цилиндрические наружные и внутренние поверхности, обрабатываемые на различных станках токарной группы. Схемы типовых процессов различаются специфичностью обработки зубьев колес и фасонных поверхностей. Цилиндры гидроамортизаторов и тормозной системы, трубы задних мостов, втулки балансиров и цапф и др. относятся к различным подклассам деталей (длинных или коротких) класса тел вращения. Их общей характеристикой является соотношение между внешним наибольшим диаметром цилиндра и высотой детали.
Рычаги, вилки, шатуны, стойки, кронштейны относятся к подклассам деталей класса «кроме тел вращения», у которых наружная
36
поверхность образована сочетанием элементов различной геометрической формы. Например, к рычагам и вилкам относятся детали, у которых раздвоение плеч происходит за пределами ступенчатой части и основных базовых отверстий. Основным базовым отверстием рычага считается отверстие, расположенное не на плечах и являющееся главным установочным отверстием. В гусеничных и колесных машинах к этим подклассам относятся рычаги рулевого управления, рычаги подвески, вилки переключения передач, вилки карданных валов, рычаги амортизаторов, балки передней оси колесных машин и др. Обрабатываемыми поверхностями таких деталей обычно являются площадки на концах стержня и отверстия на этих площадках.
К подклассу корпусных деталей относятся литые или сварные детали коробчатого типа разнообразной формы, которые представляют собой основу для пространственного координирования в кинематической связи деталей и узлов, монтируемых в них. Характерная особенность корпусов механизмов – наличие одного или нескольких базовых (основных) отверстий, которые являются опорными для монтируемых в корпусе деталей и узлов и определяют их положение относительно друг друга. В гусеничных и колесных машинах – это корпуса коробок передач и редукторов ведущего, промежуточного и заднего мостов и др. Особенностью технологии обработки всякой корпусной детали является обработка плоскостей и основных отверстий, сверление мелких отверстий и нарезание в них резьбы.
Типовые технологические процессы разрабатывают на основе анализа, систематизации и обобщения опыта, технологических решений с учетом достижений технологии машиностроения и передового производственного опыта. В типовых процессах предусматривается применение высокопроизводительного специализированного оборудования, средств механизации и автоматизации; использование прогрессивных методов выполнения и обработки заготовок.
Внедрение типовых технологических процессов позволяет лучше оснастить мелкосерийное производство, создать в средне- и мелкосерийном производстве предметно-замкнутые участки, а в ряде случаев - переменно-поточные автоматические линии. На основании типового технологического процесса, разработанного для деталипредставителя, можно составить конкретный технологический процесс любой детали, входящей в определенный вид. Метод групповой технологии ставит задачи, аналогичные типизации процессов. За основу построения групповых технологических процессов взята сложная комплексная деталь, состоящая из ряда элементарных поверхно-
37
стей. Другие детали, объединенные в группу, должны иметь полное или частичное сочетание таких же поверхностей, что и у комплексной. Различие методов типовой и групповой обработки заключается в том, что типизация технологического процесса предусматривает создание деталепроцессов, а групповой метод – деталеопераций. Типовая технология характеризуется общностью технологического процесса, а групповая – общностью оборудования и оснастки, необходимых для выполнения определенной операции или полного изготовления детали.
Недостатком типовых технологических процессов является слабая загрузка части оборудования в линиях, поэтому в условиях мелко- и среднесерийного производства применяют легкопереналаживаемое оборудование, например, с программным управлением и др. При отсутствии на заводах такого оборудования расширяют технологические возможности имеющихся станков посредством применения приспособлений: многошпиндельных сверлильных головок с регулируемым расположением шпинделей, трехили четырехшпиндельных фрезерных головок и др. На таких станках при небольшой переналадке обрабатывают разные детали, имеющие конструктивные отличия, но входящие в один вид.
Для полной загрузки оборудования в линиях создают групповые операции обработки деталей нескольких видов или даже подклассов. Групповые операции предусматривают наличие станков, общих для нескольких линий обработки деталей разных видов. Станки должны быть установлены таким образом, чтобы обслуживать данные поточные линии. Для наибольшего использования типовых и групповых технологических процессов и обеспечения возможности создания поточных линий с замкнутым циклом применяют комплексный метод подготовки производства, основанный на разработке типовых технологических процессов и групповых операций, общих для нескольких видов деталей, а также на создании легкопереналаживаемых приспособлений и оборудования для типовых и групповых технологических процессов. Типизация позволяет сократить множество неоправданно действующих технологических процессов изготовления деталей, привести их к оптимальному количеству.
Проектирование типовых технологических процессов должно производиться для процессов, построенных по технологической последовательности, на основании типовых представителей; для групповых методов обработки – на основании комплексных деталей. Типизация технологических процессов тесно связана с серийностью,
38
производства, стабильностью конструкции и технологии изготовления деталей различных изделий, с повышением производительности труда. Устойчивость конструктивных и технологических признаков деталей является основой использования преимуществ типизации технологических процессов.
Реализация типовых процессов в конкретных условиях того или иного предприятия встречает трудности, особенно при мелкосерийном и единичном производстве. Одной из трудностей является детализация типовых процессов. Затруднения возникают также при классификации и группировании деталей. Применение электронновычислительных машин (ЭВМ) и их дальнейшее развитие позволяет устранить отмеченные недостатки.
Одним из главных путей увеличения объема и ускорения выпуска гусеничных и колесных машин в условиях серийного производства является комплексная механизация и автоматизация технологических процессов. При этом важной проблемой является «гибкость» производства, связанная с переналадкой технологических процессов, которая включает переналадку технологического оборудования, приспособлений, транспортных средств, схем управления и т. п., в связи с переходом на изготовление машин новых конструкций.
Одним из основных направлений автоматизации и ускорения переналадки оборудования является использование станков с ЧПУ. Создание металлорежущих станков этого типа было вызвано потребностью заводов в технологически гибком автоматизированном оборудовании, позволяющем изготавливать различные изделия. С развитием электронной техники широкое распространение получают новые системы управления по заданной программе с записью на перфолентах или без записи на программоносителе, непосредственно связанные с ЭВМ.
Числовое программное управление сначала использовалось только для автоматизации рабочих и холостых перемещений узлов станка. Однако ЧПУ позволяет автоматизировать и вспомогательные элементы обработки - смену инструмента, выбор режимов. Так появились многооперационные станки с ЧПУ, на которых выполняют различные виды обработки (сверление, растачивание отверстий, фрезерование, нарезание резьбы и т. п.). Основным принципом построения многооперационных станков является выполнение возможно большего числа технологических переходов на одном станке за одну установку заготовки с максимальной автоматизацией и мобильностью переналадки.
39