2.1. Базирование корпусных деталей при механической обработке, структура технологического процесса при обработке корпусных деталей.

Служебное назначение и конструктивное исполнение

Корпусные детали в сборочных единицах являются базовыми или несущими элементами, предназначенными для монтажа на них других деталей и сборочных единиц. Таким образом, при конструировании и изготовлении корпусных деталей необходимо обеспечить требуемую точность размеров, формы и расположения поверхностей, а также прочность, жесткость, виброустойчивость, сопротивление деформациям при изменении температуры, герметичность, удобство монтажа конструкции.

В конструктивном отношении корпусные детали можно разделить пять основных групп:

Рис. 2.1 Классификация корпусных деталей

а - коробчатого типа - неразъемные и разъемные; б - с гладкими внутренними цилиндрическими поверхностями; в - со сложной пространственной геометрической формой; г - с направляющими поверхностями; д - типа кронштейнов, угольников

Первая группа - корпусные детали коробчатой формы в виде параллелепипеда, габариты которого имеют одинаковый порядок. К этой группе относятся корпуса редукторов, коробки скоростей металлорежущих станков, шпиндельные бабки и пр., которые предназначены для установки подшипниковых узлов.

Вторая группа - корпусные детали с внутренними цилиндрическими поверхностями, протяженность которых превышает их диамтральные размеры. К этой группе относятся блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, компрессоров, корпуса пневмо- и гидроаппаратуры: цилиндров, золотников и пр. Здесь внутренние цилиндрические поверхности являются на­правляющими для перемещения поршня или плунжера.

Третья группа - корпусные детали сложной пространственной формы. К этой группе относятся корпуса паровых и газовых турбин, арматуры водо- и газопроводов: вентилей, тройников, коллекторов и пр. Конфигурация этих деталей формирует потоки жидкости или газа.

Четвертая группа - корпусные детали с направляющими поверхностями. К этой группе относятся столы, каретки, суппорты, ползуны и пр., которые в процессе работы совершают возвратно-поступательное или вращательные движения.

Пятая группа - корпусные детали типа кронштейнов, угольников, стоек и пр., которые выполняют функции дополнительных опор.

Элементами корпусных деталей являются плоские, фасонные, цилиндрические и другие поверхности, которые могут быть обрабатываемыми или необрабатываемыми. Плоские поверхности в основном обрабатываются и служат для присоединения по ним других деталей и узлов или самих корпусных деталей к другим изделиям. При механической обработке эти поверхности являются технологическими базами. Фасонные поверхности, как правило, не обрабатываются. Конфигурация этих поверхностей определена их служебным назначением.

Цилиндрические поверхности в виде отверстий делятся на основные и вспомогательные отверстия. Основные отверстия являются посадочными поверхностями для тел вращения: подшипников, осей и валов. Вспомогательные отверстия предназначены для монтажа болтов, маслоуказателей и пр. Они бывают гладкими и резьбовыми. Эти поверхности также могут быть базами при механической обработке.

Требования к точности

В зависимости от назначения и конструктивного исполнения к корпусным деталям предъявляют следующие требования к точности изготовления.

1 . Точность геометрической формы плоских поверхностей . В данном случае регламентируются отклонения от прямолинейности и плоскостности поверхности на определенной длине или в пределах ее габаритов.

2. Точность относительного расположения плоских поверхностей .

В данном случае регламентируются отклонения от параллельности, перпендикулярности и отклонение наклона.

3. Точность диаметральных размеров и геометрической формы отверстий . Точность основных отверстий, предназначенных, в основном, для посадки подшипников. Отклонения геометрической формы отверстий от цилиндричности, крутости и профиля продольного сечения: конусообразности, бочкообразности и седлообразности.

4. Точность расположения осей отверстий .

Отклонения от параллельности и перпендикулярности осей главных отверстий относительно плоских поверхностей. Отклоне­ния от параллельности и перпендикулярности оси одного отверстия относительно оси другого составляют.

Шероховатость плоских базирующих поверхностей составляет 0,63- 2,5 мкм, а шероховатость поверхностей главных отверстий 0,16 - 1,25 мкм, а для ответственных деталей - не более 0,08 мкм.

Приведенные требования к точности корпусных деталей являются усредненными. Точное их значение устанавливается отдельно в каждом конкретном случае.

Методы получения заготовок и материалы

Основными методами получения заготовок для корпусных деталей являются литьё и сварка. Литые заготовки получают литьем в песчано-глинистые формы, в кокиль, под давлением, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям.

Сварные заготовки для корпусных деталей применяют в мелкосерийном производстве, когда использование литья из-за высокой стоимости оснастки нецелесообразно. Кроме того, рекомендуется применять сварные конструкции для деталей, на которые действуют ударные нагрузки.

Базирование корпусных деталей при механической обработке

Основными принципами базирования являются принцип совмещения и принцип постоянства баз.

Первый принцип заключается в совмещении при механической обработке технологической базы с конструкторской и измерительной базами.

Суть второго принципа заключается в использовании одних и тех же баз на всех или большинстве операций технологического процесса. На первых операциях базирование осуществляется по необработанным (черным) поверхностям, которые называются черновыми базами. Поверхности обработанные на этих операциях используются затем как чистовые базы. Поверхности для чистовых баз необходимо выбирать так, чтобы соблюдались вышеуказанные принципы.

Базирование призматических деталей с отверстиями по обработанным поверхностям (чистовым базам) осуществляется двумя способами: по трем взаимно перпендикулярным поверхностям, но плоскости и двум отверстиям па этой плоскости (рис. 2.2, а; б).

Рис. 2.2 Схемы базирования корпусных деталей

а – по трем взаимно перпендикулярным плоскостям; б – по плоскости и двум вспомогательным отверстиям; в – по плоскости, основному и вспомогательному отверстию; г – установочные пальцы: ромбический и цилиндрический

В первом случае на первых операциях обрабатываются три взаимно перпендикулярные плоскости. Во втором случае обрабатываются плоскость и два отверстия на ней, причем эти отверстия обрабатываются более точно, чем остальные. В качестве установочных элементов для отверстий используются два пальца: цилиндрический и ромбический (срезанный) (рис. 2.2, г).

Для корпусных деталей с фланцами в качестве баз используют торец фланца, центральное основное, отверстие или выточку на торце и вспомогательное отверстие на фланце (рис. 2.2, в).

Если надо снимать равномерный припуск на сторону при обработке основных отверстий, то в качестве черновых баз для обработки плоскости и двух вспомогательных отверстий используют основные отверстия. В эти отверстия, еще необработанные, вставляют конические или самоцентрирующие оправки. Еще одной базой является боковая плоскость заготовки (рис. 2.3, а).

При обработке основных отверстий, чтобы выдержать одинаковое расстоя­ние от осей этих отверстий до внутренних стенок корпуса, базирование осуществляют по внутренним стенкам (рис. 2.3, б). Базированием по внутренним "поверхностям обеспечивается также заданная толщина стенки при обработке ее снаружи. Применение самоцентрирующих устройств исключает образование разностенности.

Если конфигурация детали не позволяет надежно её установить и закрепить, то обработку целесообразно вести в приспособлении-спутнике. При установке заготовки в спутнике используются черновые или искусственные базы, причем заготовка обрабатывается на различных операциях при постоянной установке в приспособлении, но положение приспособления на разных операциях меняется.

Структура технологического процесса при обработке корпусных деталей

Структура технологического процесса обработки корпусной детали зависит от ее конструктивного исполнения, геометрической формы, размеров, массы, метода получения технических требований к ней, оснащенности производствам методов его работы. В то же время структура технологического процесса обработки корпусных деталей, как и любых других, имеет общие закономерности. Эти закономерности относятся к определению последовательности обработки поверхностей в соответствии с намеченными технологическими базами, к определению необходимого числа переходов по обработке поверхностей, к выбору оборудования и пр. Независимо от вышеуказанных особенностей корпусной детали технологический процесс ее обработки включает следующие основные операции:

Черновая и чистовая обработка плоских поверхностей, плоскости и двух отверстий или других поверхностей, используемых в дальнейшем в качестве технологических баз; - черновая и чистовая обработка других плоских поверхностей;

Черновая и чистовая обработка основных отверстий;

Обработка вспомогательных отверстий - гладких и резьбовых;

- отделочная обработка плоских поверхностей и основных отверстий;

Контроль точности обработанной детали.

Кроме того, между этапами черновой и чистовой обработки может быть предусмотрено естественное или искусственное старение для снятия внутрен­них напряжений.

Современные «цифровые» автомобили содержат десятки контроллеров , объединенных в специальную локальную сеть. В автомобиле множество функций управления можно условно разделить на две группы:

первая группа обеспечивает надёжное функционирование основных узлов автомобиля, например, электронное управление двигателем и обеспечение безопасности: АБС, подушки безопасности и другие.

ко второй группе относятся различные электронные системы управления, обеспечивающие сервис, комфорт и развлечения пассажиров.

Например, бюджетный авто Пежо-206 содержит 27 контроллеров фирмы NEC .

Современный автомобиль, как и любую компьютерную систему с точки зрения объекта управления, можно представить состоящим из множества аналоговых и цифровых датчиков, набора исполнительных устройств и механизмов. На рис . представлены основные узлы автомобиля, для управления которыми используются автомобильные компьютеры.

Рис. Основные узлы автомобиля, управляемые компьютерами

Например, модель BMV745 использует такой микропроцессор, какPentium4.

Рис. Разрядность встраиваемых микроконтроллеров

Примеры используемых ОС во встраиваемых контроллерах. Наиболее популярным выбором является готовая коммерческая операционная система. В обзоре коммерческих операционных систем в последние годы системаMSEmbedded имела самую большую долю рынка, как видно из рисунка.

Рис. Операционные системы встраиваемых микроконтроллеров

На следующем рис. показаны распространенные языки программирования для разработки встроенных систем и,как видно, семейство языков С используется в большинстве разработок. Как видно из диаграммы находит также использование язык ассемблера для некоторых разработок.

Рис. Языки программирования встроенных микроконтроллеров

Краткая история развития микропроцессорных систем

1970 – Intel4004 - первый 4-битный МП;

1972 – Intel8008 - 8-ми битный;

1973 – Intel 8080 K580 (СССР) - аналог I8080;

Intel8085 - помимоCPUбыли таймеры, контроллер прерываний и пр.;

1976 – Intel 8048 - первый контроллер;

1978 – Intel 8051 - MCS 51 (Micro Computer System)

Середина 90-х – семейства: Intel151 иIntel251 – 8 битные, но адресуемая память: 2 20 и 2 24 .

1976 – I8086/I8088 (PCXT - IBM), К1816 (СССР) –аналог I8086.

EC1840 –CCCP–PCXT

1995 – (embedded) – разработаны однокристальные МК архитектуры Х86: 16- и 32-битные.

Основные требования к контроллерам

Низкая стоимость;

Высокая надежность;

Высокая степень миниатюризации;

Малое энергопотребление;

Работоспособность в различных температурных диапазонах в зависимости от применения:

1. Коммерческие : 0 … + 70 0 С;

   Расширенные : -40 … +85 0 С;

   Военные : -55 … +155 0 С;

Достаточная производительность для выполнения наборов функций

Архитектурные признаки контроллеров

Гарвардская архитектура (раздельная память для хранения данных (RAM) – энергозависимая и программ (ПЗУ) – энергонезависимая, сейчас популярнаflash;

Интеграция в одном кристалле всех модулей, необходимых для управляющей ЭВМ;

По разрядности контроллеры бывают:

Четырехразрядные- самые простые и дешевые;

Восьмиразрядные – наиболее многочисленное семейство(оптимальное соотношение цены и возможностей) MCS51

Шестнадцатиразрядные iMCS96 ,i80186(88) и другие, более производительные и дорогие.

32-разрядные – это обычно модификации универсальных МП, например i386, 486 и другие

64-х битные (обработка видео)

8-разрядные МК имеют очень широкое применение в различных АСУТП по следующим причинам:

Основная область применения 8-разрядных МК – устройства интеллектуального управления промышленной автоматики и бытовой аппаратуры. В данных применениях не требуется высокоразрядной арифметической обработки, большой процент логических преобразований, не требуется высокого быстродействия в жестких условиях реального времени. Таким образом, 8-битовые МК имеют свою нишу и в настоящее время широко используются промышленные контроллеры, называемые ПЛК .

Много новых применений, где МП ранее не использовалась, но МК не так заметны широкому кругу потребителей продукции, как ПК, так как они с ним не сталкиваются напрямую

МК также характеризуются двумя видами архитектуры: закрытой и открытой, Закрытая архитектура характеризуется отсутствием линий магистралей данных и адреса на внешних выводах корпуса МК, т.е.внешнее наращивание памяти программ, данных и портов не предполагается.

Режимы работы периферийных модулей контроллера настраиваются программно посредством регистров специальных функций этих модулей (таймеры, КП, АЦП, адаптеры параллельные и последовательные и др.

Режимы работы периферийных модулей современных контроллеров, их конфигурация настраиваются программно посредством загрузки кодов настройки в специальные регистры управления (SFR – special function register ).

Повышение производительности МК в рамках требуемой необходимости ведется в таких направлениях как:

Развитие архитектуры ЦПУ МК, например RISC-архитектура

Повышение тактовой частоты

Специализация команд и периферийных модулей МК

Повышение надежности

Переход на на более низкие уровни напряжения и новые технологии и др.

Широко известными фирмами-производителями МК являются Motorola,Microchip,Philips,Atmel,Simensи,Intel, др. И что очень важно – все это является теперь доступным российским разработчикам систем, примером является присутствие в нашем ВУЗе некоторых из ведущих мировых фирм(Motorola,Philipsи др.) Естественно из-за этого есть и проблемы: что выбрать?

MCS 51 является популярным семейством и ряд фирм выпускают клоны:

Оценка продуктов глазами потребителя CSA (customer satisfaction audit)

Аудиторы CSA обучены вести себя именно так, как ведут себя клиенты. Они проверяют стыки панелей, качество лакокрасочного покрытия, заглядывают под капот, проводят небольшой тест-драйв. Если аудитор «не купит» свежесобранную машину, то ее не купит и реальный клиент! Эту систему оценки распространили и на сваренные и окрашенные кузова и кабины еще до начала сборки машины.

Гарантийная политика

Внедрена программа обучения сотрудников сервиса с обязательной сертификацией. Инженеры по гарантии уполномочены принимать оперативные решения по классификации поломок, и проведению сервисных работ, не дожидаясь решений от завода. Обеспечено сопровождение процесса ремонта on-line консультациями от завода-изготовителя.

Процесс получения обратной связи по гарантии

Ключевой процесс в работе компании. Это информация используется для постоянного совершенствования автомобилей, внесения изменений и создания новых продуктов.

Клиентская служба «ГАЗ»

Служба работает круглосуточно, обрабатывая более 35 тысяч обращений в год. Горячая линия «ГАЗ» помогает собирать информацию на рынке обо всех неполадках и об уровне сервисного обслуживания. В течение 24 часов эта информация поступает на завод для анализа или оперативного принятия решений.. За несколько лет 23 тысячи автовладельцев высказали свои предложения - от изменения цветовой гаммы до внедрения специальных опций.
Информация о новых моделях, еще не запущенных в серийное производство, идет прямо с дорог – машины направляют на тестирование десяткам клиентам, которые передают сведения о ходе эксплуатации в режиме on-line. За каждым таким «испытателем» закреплен персональный куратор.

Разработка новых продуктов ведётся по системе «Ворота качества» (PPDS)

Если раньше конструкторы действовали изолированно, то сейчас на каждом из этапов разработки («ворот качества») проектная группа включает всех специалистов - конструкторов, специалистов производственного инжиниринга, технологов, специалистов по Производственной системе и управлению качеством. Система PPDS - это новая школа создания продукта, которая полностью отталкивается от требований рынка: сначала выясняем у покупателя, какими функциями должен обладать будущий автомобиль, и только потом создаем его, контролируя на каждом этапе проектирования качество и себестоимость, проводя комплексные испытания машины.

Создание и вывод на рынок новинок

За последние 5 лет этот процесс резко ускорился. При этом уже в концепцию продукта закладывается такая важная для клиента характеристика, как стоимость владения автомобилем. По данным «Автостата», первый владелец «Газели» эксплуатирует ее 63 месяца, второй владелец эксплуатирует 58 месяцев. То есть машина служит 10 лет. У иномарок первый владелец эксплуатирует авто 33 месяцев, второй – 27. То есть машина служит только 5 лет. Это много говорит о стоимости обслуживания. На российском рынке в сегменте LCV присутствуют все мировые бренды. Но стоимость владения, потребительские качества, функциональность приводят к тому, что клиенты выбирают наш автомобиль.

Поставка комплектующих: от закупки продуктов к закупке качественных процессов

Поставщику мало продемонстрировать надлежащее качество товарной партии деталей. Нужно показать, что его производственные процессы построены таким образом, чтобы гарантировать качество постоянно.

Грамотно спланированное производство – благодатная почва для внедрения и постоянного обновления инструментов обеспечения качества:

Стандарты качества на основе требований к продукту, унифицированные показатели качества, оперативная обратная связь, цепочка помощи по проблемам в производстве, эффективная система мотивации персонал – все эти инструменты позволяют постоянно совершенствовать выпускаемую продукцию. Особое внимание приковано к предупреждению ошибок. Примером использования методики является принцип «четырех глаз», когда прямо на конвейере оператор на последующей операции проследит за качеством работы предыдущего. При построении системы качества применяются все элементы Производственной системы, чтобы рабочие места были стандартизированными, процессы – удобными для операторов, потери – минимальными.

Качество производственных процессов

Если не будет отклонений в операциях, то не будет дефектов и в конечном продукте. В 2017 году дополнительно к существующим инструментам качества, в цехе сборки автомобилей «ГАЗ» внедрен новый стандарт аудита производственных процессов VDA 6.3., разработанный Союзом автомобилестроения Германии. Стандарт применим для процессов любого этапа жизненного цикла автомобиля: от планирования и разработки новых моделей до производства и послепродажного обслуживания

За последние несколько лет, как повсеместно известно, компьютерные технологии сделали громадный шаг вперед, и используются практически во всех сферах жизни человека. Таким образом, это явление не могло обойти стороной такую распространенную и широко используемую сферу, как автомобилестроение. Автомобили, как привычный предмет ежедневного обихода человека, давно активно интегрируются с цифровыми технологиями, компьютерами. В последнее время в нашу обращаются клиенты не только с вопросами по ремонту компьютерной техники, но так же и по вопросам установки охранных комплексов, gps-систем, вопросам перепрошивки "-мозгов"- автомобиля, руссификации и установки систем компьютерного мониторинга и защиты автомобилей.

На ряду с управлением автомобильными процессами, воспроизведением видео и аудио информации, на сегодняшний день бортовой компьютер может брать на себя множество различных функций. Компьютерные технологии сегодня не только позволяют подключаться к интернету и цифровому телевидению прямо в автомобиле, но и, к примеру, установить соединение со спутником, что гарантирует высокую безопасность Вашего автомобиля. Также обеспечить безопасность автомобиля можно другими эффективными способами, например, оформив страховку КАСКО (что такое КАСКО ?).

Цифровые технологии и электроника, использованные в автомобилях, позволяют использовать системы GPS, системы аварийного обнаружения, парктроники, выводящие на экран визуальную информацию о положении автомобиля, различные бортовые компьютеры с интеллектуальными возможностями. Производители стараются изо всех сил при создании технологий, наиболее близких человеку, интуитивно понятных, максимально удобных в использовании.

Наиболее благоприятно компьютерные технологии сказываются на управлении транспортным средством и безопасности движения. Технические устройства и электроника помогают контролировать техническое состояние автомобиля, что позволяет избежать возможных аварий. Если Вы все-таки опасаетесь такого рода происшествий, советуем Вам использовать каско калькулятор , для просчета платежей за страховку.

Цифровые компьютерные технологии в авто бизнесе

Также компьютерные технологии в автомобильном бизнесе приходят на помощь при защите окружающей среды. При передвижении по местности (а особенно &ndash- в городском режиме), тратиться большое количество топлива, а двигатель внутреннего сгорания при увеличении срока использования &ndash- потребляет все больше и больше. Этот вопрос был решен с помощью изобретения гибридных автомашин. В них устанавливается электромотор, который помогает работе двигателя на подъемах, в пробках, при включении красного света, а в пассивном режиме &ndash- запасает электричество (в качестве генератора). Всеми этими процессами руководит бортовой компьютер. Специальное программное обеспечение координирует время работы двигателя внутреннего сгорания и электромотора, а также обеспечивает безопасность транспортного средства.

Производственный процесс представляет собой совокупность действий, в результате которых сырье или полуфабрикат, поступающие на завод, превращаются в готовую продукцию (в автомобиль) (рис. 2.1). Производственный процесс автомобильного завода включает в себя получение заготовок, различные виды их обработки (механическую, термическую, химическую и др.), контроль качества, транспортирование, хранение на складах, сборку машины, ее испытание, регулировку, отправку потребителю и т.д. Вся совокупность этих действий может быть осуществлена либо на нескольких заводах (при кооперировании), либо в отдельных цехах (литейном, механическом, сборочном) одного завода.

Рис. 2.1. Схема производственного процесса

Технологическим процессом называется часть производственного процесса, непосредственно связанная с последовательным изменением состояния предмета производства (материала, заготовки, детали, машины).

Изменение качественного состояния касаются химических и физических свойств материала, формы и относительного положения поверхностей детали, внешнего вида объекта производства. В технологический процесс включаются дополнительные действия: контроль качества, очистка заготовок и деталей и т.п.

Технологический процесс выполняется на рабочих местах.

Рабочим местом называется участок производственной площади, оборудованной в соответствии с выполняемой на нем работой одним или несколькими рабочими. Законченную часть технологического процесса, выполняемую на отдельном рабочем месте, одним или несколькими рабочими, называют ОПЕРАЦИЯ . Операция является основным элементом производственного планирования и учета. Например см. рис. 2.2.

Рис. 2.2. Сверление отверстия; напрессовка подшипника на вал

Операция может быть выполнена за один или несколько установов.

Установом называется часть операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемого узла. Например, Рис. 2.3.

здесь ступенчатый валик обрабатывается на токарном станке за два установа.

Позицией называется каждое из различных положений неизменно закрепленной заготовки относительно оборудования, на котором производится работа. Например,

Фрезерование уступов производится за две позиции; деталь закреплена на поворотном столе, установленном на столе фрезерного станка.

Переходом называется часть операции, заключающая обработку одной поверхности одним иди несколькими одновременно действующими инструментами при неизменном режиме работы станка. При изменении обрабатываемой поверхности или инструмента при обработке той же поверхности или изменении режима работы станка при обработке той же поверхности и тем же инструментом возникает новый переход. Переход называется простым, если обработка ведется одним инструментом, сложным – при работе несколькими инструментами. Например,

обработка диска производится за несколько переходов.

Проходом называется одно перемещение инструмента относительно обрабатываемого изделия.

Переход расчленяется на приемы.

Прием представляет собой законченную совокупность отдельных движений в процессе выполнения работы или в процессе подготовки к ней. Например, рассмотренный выше пример обработки диска включает следующие приемы: взять деталь, установить ее в патроне, закрепить деталь, включить станок, подвести первый инструмент и т.д.

Элементы приема – это наименьшие для измерения во времени участи рабочего приема. Разбивка перехода на приемы и элементы приема необходима для нормирования ручных работ.

Для выполнения технологического или производственного процесса требуется определенное время (от начала до конца процесса) – это цикл.

Цикл – промежуток времени, необходимый для изготовления детали, узла или всей машины.