Под технологическим процессом в машиностроении понимают последовательнее действия по изменению формы или состояния материала в целях получения изделия определенного вида или качества.

Основная цель проектирования технологического процесса — разработка такого способа изготовления заданного изделия, кото­рый бы являлся наиболее рациональным не только технически, но и экономически при правильном и полном использовании всех технических возможностей оборудования и оснастки на наиболее выгодных режимах при минимальных затратах времени, рабочей силы, вспомогательных материалов.

В разработке технологического процесса можно выделить два этапа. Первый целесообразно отнести к стадии проектирования самой конструкции. В ходе технологической отработки конструк­ции разрабатывают основные принципиальные решения по ее изготовлению, которые в дальнейшем и определяют основные направления в разработке рабешх технологических процессов. Оформленные в виде специальных технологических документов, эти положения являются своеобразными «вехами» будущего серий­ного технологического процесса, называемыми директивными тех­нологическими материалами (ДТМ) или директивной технологией (ДТ).

По таким материалам нельзя изготовить ^изделие, поскольку в них приводятся лишь основные принципиальные решения по тех­нологии. Однако разработка таких материалов позволяет обеспешпъ наиболее' высокий технический уровень производства. В процессе разработки ДТМ решают вопросы выбора наиболее технологичных с позиций сварки конструктивных решений, схемы технологиче­ского расчленения конструкций и их собираемости, определяют характер соединений по технологическим разъемам и методы их выполнения, разрабатывают технические условия и задания на проектирование специального оборудования и технологической оснастки, выбирают методы, средства наиболее объективного кон­троля и т. д. ДТМ разрабатываются на базе наиболее прогрессивных технологических процессов и оборудования.

С другой стороны, ДТМ дают возможность серийным предпри­ятиям значительно сократить и упростить работы по подготовке производства и освоению изделия, заранее определить трудоемкость всех этапов производственного процесса, технологическую осна­щенность, необходимость и объем реконструкции предприятия

По окончании проектирования изделия на основе рабочего проекта и ДТМ проводится второй этап — разрабатывается рабочий технологический процесс и создастся необходимое специальное оборудование, технологическая и контрольная оснастка.

Разработка рабочей технологии ведется в строгом соответствии с рабочим проектом конструкции. Это накладывает на работу технологов определенные ограничения в связи с принятыми в проекте конструктивными решениями. В этих условиях ДТМ при­дается исключительно большое значение. Разработка рабочей тех­нологии, в свою очередь, выполняется в две стадии. На первой стадии устанавливают полный перечень всех необходимых опера­ций и их рациональную последовательность (маршрут), выбирают способы обработки по операциям, технологическое оборудование, режимы обработки и те хнол or л чес кую оснастку, проводят норми­рование операций и определяют их трудоемкость. Полученные данные представляются в виде технического документа — марш­рутной технологии (табл. 22.2).

На второй стадии производится детализация ранее выполнен­ных разработок, степень и полнота которой зависят от типа произ­водства. В большей степени детализируют технологический процесс в серийном и массовом видах производства. Операции разбивают на более мелкие действия — переходы с указанием разрядов рабо­тающих, фондов времени, мер техники безопасности и т. п. Каждая из операций маршрутной технологии оформляется в виде отдель­ного технического документа — операционной технологической карты (табл. 22.3). В малопрограммных видах производства (еди­ничном и мелкосерийном) такие карты обычно не оформляют, а детализируют непосредственно маршрутную технологию. При раз­работке серийной технологии изготовления большое значение имеет использование типовых технологических процессов — обоб­щенных для групп элементов с общностью конструктивных и технологических признаков. На рис. 22.1 приведена обобщенная схема технологического процесса изготовления сварных конструк­ций с указанием его основных этапов.

При изготовлении сварных узлов машиностроительных конст­рукций производство часто отличается сложностью и многообрази­ем цеховых маршрутов. Это связано с наличием большого числа разнообразных технологических методов обработки, применяемых при изготовлении деталей того или иного изделия. Последнее вытекает из высоких требований, предъявляемых к качеству выпу­скаемой продукции, часто весьма сложной конструкции, а также многообразия марок применяемых материалов. В связи с этим технологическая отработка изделия и процесса его изготовления имеет большое значение при подготовке производства того или иного объекта и сказывается на качестве и сроках освоения нового производства и себестоимости продукции. Поэтому вопросам раз­работки технологических процессов необходимо уделять самое серьезное внимание в период подготовки объекта к запуску в Производство.

От технологического процесса производства сварных конструк­ций требуется обеспечение возможности сокращения сроков его освоения и снижения производственных затрат при одновременном достижении высокой производительности, качества и надежности выпускаемых изделий.

Успешное решение данной проблемы в значительной степени определяется оснащенностью сварочного производства, причем выбор варианта оснащения в каждом конкретном случае должен учитывать не только техническую возможность выполнения запро­ектированных операций с соблюдением предъявляемых требова­ний, но и технико-экономическую оптимальность.

Средства технического оснащения технологических процессов обычно разделяют на две группы.

К первой группе относятся технические средства, обеспечива­ющие общую возможность выполнения технологических операции запроектированными методами обработки (штамповка, сварка, ме­ханообработка и т. п.). Эта группа технических средств получила название основного технологического оборудования. К ней отно­сятся дуговые сварочные автоматы, источники питания дуги, сва­рочные машины и т. п.

Ко второй группе относятся технические средства оснащения, призванные облегчить изготовление или создать благоприятные условия для выполнения технологических операций с использова­нием основного технологического оборудования применительно к конкретным особенностям обрабатываемых изделий. Подобные средства оснащения называют технологической осна­стко и . Сварочное оборудование выпускается специализирован­ными предприятиями. В большинстве случаев оно обладает боль­шой степенью универсальности и предназначено для осуществления непосредственно самого сварочного процесса без конкретизации относительно того или иного обрабатываемого изделия. Однако, исходя из конструктивно-технологических особенностей изготов­ляемых конструкций, для выполнения соединений той или иной формы требуется закрепление изделия в определенных положениях, перемещение или поворачивание их в процессе сварки. Осуществ­ляется это за счет применения технологической оснастки, представ­ляемой в виде приспособлений для закрепления и перемещения свариваемых конструкций. Такие приспособления позволяют не только облегчить выполнение соединений, но и уменьшить возни­кающие деформации, повысить производительность, обеспечить безопасные условия работы. Наконец, как правило, сварка нераз­рывно связана с проведением сборки соединяемых деталей. Поэто­му необходимы приспособления для сборочных работ, обеспечива-

ющие выполнение заданных технических условии, предъявляемых с позиций качественного изготовления сварных соединений и достижения проектных параметров конструкций. Весь отмеченньгй комплекс технических устройств рассматривается как сборочно - сварочная оснастка или приспособления. Значение-сборочно-сва­рочной оснастки при изготовлении сварных конструкций исклю­чительно велико. Ее применение во многом обуславливает не только получение высококачественных изделий, но и достижение высоких производственных показателей. Поэтому правильность выбора и разработка сборочно-сварочной оснастки являются одним из глав­ных вопросов технологической подготовки сварочного производст­ва в целом.

В общем балансе средств производства специальное технологи­ческое оснащение занимает важнейшее место и располагается вслед за технологическим оборудованием. Но если парк оборудования с изменением конструкции изделия при технологической подготовке изменяется незначительно, то технологическая оснастка обычно подвергается радикальным изменениям, даже полной замене. По­этому затраты на ее создание составляют важнейшую часть расходов по технологической подготовке. Так, в авиационной промышлен­ности трудоемкость проектирования и изготовления технологиче­ского оснащения достигает 60—80% от общей трудоемкости тех­нологической подготовки серийного производства, а по времени изготовления —до ^0% всего цикла подготовки. Поэтому снижение трудоемкости и сроков создания оснастки является одним из ос­новных резервов сокращения затрат на подготовку производства. Значительный эффект даст нормализация оснастки, основанная на использовании унифицированных и стандартизованных деталей и узлов.

Классификация сборочно-сварочной оснастки. Сборочно-сва­рочная оснастка по удельному весу в общем оснащении технологи­ческих процессов современного сварочного производства, как пра­вило, занимает ведущее место. Ее характер определяется многими факторами, в первую очередь конструктивно-технологическими особенностями изготовляемых конструкций; с другой стороны, степень оснащенности технологических процессов *в значительной степени зависит от вида производства. Наиболее оснащены техно­логические процессы при массовом и крупносерийном производ­стве и менее — при единичном и мелкосерийном. Это объясняется в основном экономическими соображениями. Номенклатура при­меняемой сборочно-сварочной оснастки исключительно широка и многообразна. Однако по ряду признаков она может быть класси­фицирована по группам, различающимся по своим конструктивным особенностям и технологическим возможностям.

По функциональному назначению и задачам, выполняемым в технологическом процессе, сборочно-сварочная оснастка раз­деляется на сборочные, сварочные и сборочно-сварочные приспо­собления.

Сборочные приспособления предназначены для осуществления сборки изготовляемых конструкций из отдельных деталей или узлов с обеспечением требуемых технических условий с закреплением их с помощью прихватки или съемных фиксаторов.

Сварочные приспособления обеспечивают выполнение непос­редственно сварочных операций при получении сварных соедине­ний того или иного вида. В такие приспособления конструкции устанавливаются в собранном, предварительно закрепленном со­стоянии. В этом случае в технологическом процессе необходимо сочетание сборочных и сварочных приспособлсний.

В сборочно-сварочных приспособлениях может производиться сборка и сварка конструкций с одной установки. При этом в большинстве случаев удастся исключить необходимость примене­ния прихватки.

В зависимости от вида производства, степени и широты приме­нения приспособления подразделяют на универсальные, специали­зированные и специальные. Универсальные приспособления могут быть использованы для выполнения операций, соответствующих их функциональному назначению, применительно к широкому круг>' обрабатываемых конструкций, различающихся по своим конструк­тивно - техыологичсским характеристикам. С повышением степени специализации приспособлений широта применяемости их резко уменьшается. Так, специализированные приспособления использу­ются для обработки лишь определенной группы однотипных изде­лий, обладающих общностью конструктивно-технологических при­знаков и различающихся по типоразмерам. Еше в большей степени ограничивается область использования специальных приспособле­ний, предназначаемых для обработки лишь определенного вида изделий. Однако с увеличением специализации приспособлений, как правило, возрастают их точность и производительность. Поэ­тому такие приспособления обычно используют при оснащении крупнопрограммных видов производства. В зависимости от харак­тера работы и способа приведения в действие приспособления разделяют на ручные, механизированные и автоматизированные (или автоматические).

Ручные приспособления для работы требуют затрат ручного груда и приводятся в действие за счет усилий работающего. Механизированные приспособления приводятся в действие за счет использования какого-либо вида энергии (сжатого воздуха, жидко­сти, электрической энергии). Автоматическими считаются приспо­собления, в которых не только приведение в действие, но и управ­

ление производится за счет какого-либо вида энергии помимо усилий работающего. В этом случае затраты труда человека необ­ходимы лишь на настройку и запуск в работу. Приспособления также могут быть быстродействующими с минимальной затратой вспомогательно! і времени, одно - и многопозиционными. В зави­симости от габар. гов и веса изделий приспособления могут быть переносными или стационарными, а также неподвижными, пере­мещающимися или поворотными в процессе работы

Назначение и особенности сборочно-сварочной оснастки. Ис­пользование сборочно-сварочной оснасгки в технологическом про­цессе изготовления сварных конструкций предусматривает решение целого ряда задач. Основные из них —обеспечение условии каче­ственного выполнения сварных соединений и изготовления конст­рукций с заданными техническими параметрами и достижением взаимозаменяемости, упрощение технологии сборки и сварки, сни­жение трудоемкости и повышение производительности сборочно­сварочных работ, предотвращение или уменьшение сварочных де - (формаций.

Использование сборочно-сварочной оснастки позволяет расши­рять технологические возможности сварочного оборудования, обес­печивать условия стабилизации качества выполняемых работ. При­менение сборочно-сварочной оснастки является необходимым условием повышения общего уровня механизации и автоматизации сварочного производства. Сборочно-сварочные приспособления могут входить в состав сварочных установок, встраиваться в поточ­ные механизированные и автоматизированные линии, причем за счет технолотческой оснастки открывается возможность механи­зировать и автоматизировать как основные, так и вспомогательные операции технологических процессов. С другой стороны, исполь­зование сборочно-сварочной оснастки предусматривает решение вопросов социального характера в сварочном производстве. При­менение совершенных приспособлений позволяет исключить или резко уменьшить необходимость использования тяжелого или ма­лопроизводительного труда, в большей степени обеспечить условия безопасности для работающих. Таким образом, широкое примене­ние сборочно-сварочной оснастки является важным фактором на­учно-технического прогресса сварочного производства, позволяю­щего комплексно решать не только сложные технико-экономиче­ские вопросы, но и вопросы социально-общественного значения. Анализируя характер сборочно-сварочной оснастки, необходимо отметить, что она обладает рядом особенностей, отличающих се от оснастки, обычно применяемой при других технологических про­цессах, связанных с обработкой и изготовлением конструкций в машиностроении. Так. в приспособлениях дня механической обра­ботки обычно закрепляют отдельные обрабатываемые детали или у-злы из нескольких деталей, предварительно соединенных друг с другом. Изделие же под сварку собирают обычно из значительного числа различных деталей, установка которых в приспособленях ведется последовательно, а фиксирование и закрепление их чаще всего осуществляются независимо друг от друга.

В приспособлениях для механической обработки крепление изделий должно обеспечить их полную неподвижность в процессе обработки - В сварочном приспособлении свободное перемещение отдельных свариваемых деталей за счет изменения их размеров в процесс нагрева и остывания при сварке часто является необходи­мым. В связи с этим в них часто применяют комбинированную сборку деталей, предусматривающую жесткое фиксирование од­них деталей в сочетании со свободной установкой других, обеспе­чивающей возможность изменения их размера при нагреве и ох­лаждении.

Сварочные приспособления в отличие от приспособлений для механической обработки, как правило, не испытывают в работе каких-либо значительных усилий от процесса обработки (сварки) помимо действия веса самого установленного изделия. С другой стороны, они подвержены часто воздействию высоких температур при прихватке или сварке. В связи с этим в таких приспособлениях необходимо предусматривать меры для уменьшения деформирова­ния конструкций, развивающегося вследствие температурных воз­действий. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо тща­тельно анализировать условия выполнения сборочно-сварочных операций, выявлять особенности их взаимосвязи с приспособлени­ями и обязательно учитывать при разработке сборочно-сварочной оснастки.