Технология машиностроения в своем становлении и развитии прошла сравнительно небольшой исторический путь. Зародившись в конце XIX столетия, основное свое развитие машиностроительное производство получило уже в XX веке. Именно в это время грандиозный скачок масштабов машиностроения потребовал развития и четкой организации промежуточных ступеней между разработкой конструкций и их воплощением в действительность. В эти годы широким фронтом развернулась работа по созданию и освоению различных методов и приемов изготовления деталей, накапливался опыт их применения, тем самым закладывался фундамент технологии машиностроения как науки, имеющей прикладной характер.
Неуклонный рост масштабов выпуска машин и механизмов, увеличение их быстродействия и энерговооруженности весьма остро поставили вопрос о повышении качества и ускорении сроков разработки и внедрения процессов изготовления самых разнообразных деталей и сборки узлов и агрегатов. Для этих целей было необходимо привлечь большое число квалифицированных специалистов или создать методы, позволяющие быстро и просто разрабатывать надежные технологические процессы для различных производственные условий.
В конце 30-х годов профессором А.П. Соколовским была сформулирована идея типизации технологических процессов, основанная на принципах классификации деталей по общности конструктивно-технологических признаков. Существо этой идеи ярко выражено в словах А.П. Соколовского: «…Классификацию как технологических процессов, так и отдельных технологических задач (мы) производим на основе классификации деталей. С другой стороны, классификацию деталей мы проводим таким образом, чтобы в основе ее лежала технология, и сходные по методам обработки детали попадали в одни и те же классификационные группы».
Несмотря на то, что идея типизации первоначально рассматривалась к анализу, изучению и систематизации опыта, накопленного машиностроением, в дальнейшем она получила свое развитие как метод проектирования на основе типовых технологических процессов. Типовой технологический процесс, составленные с учетом имеющегося опыта, освоенных и апробированных методов обработки, фактически представляет собой канву, определяющую структура и состав рабочей технологии обработки деталей, относящихся к одному типу.
Другой метод унификации технологических процессов, основанный на общности применяемого оборудования и оснастки, предложен профессором С.П. Митрофановым. Этот метод позволяет использовать эффективные средства и формы организации крупносерийного и массового производства в условиях производства серийного и мелкосерийного. Группирование деталей позволяет создать специализированные рабочие места и рационально загрузить оборудование.
Проектирование на основе унификации технологических процессов отличается сравнительной простотой, так как необходимость строгой классификации элементов процессов обработки приводит к систематизированному представлению процесса проектирования, который в большей части сводится к поиску уже готового аналога технологии в соответствии с классификационными кодами.
При разработке типовых и групповых процессов технологические решения, полученные в результате большой подготовительной работы, принимаются в качестве нормализованных. Типовые и групповые технологические процессы содержат сведения о заготовках, о требуемом оборудовании, об оснастке и инструменте, о содержании операций, об основных переходах и последовательности их выполнения.
Преимущества методов проектирования на основе унификации технологических решений и развитие программных средств обработки массивов информации привели к широкому использованию этих методов при механизации и автоматизации разработки технологии изготовления деталей путем механической обработки заготовок.
Характерной особенностью таких систем проектирования является то, что для формирования конкретной технологии используются только те технологические решения, которые заранее разработаны и внесены в состав информационной базы системы. Внедрению таких систем предшествует работа, объем которой определяется тремя основными этапами:
1) унификацией и системным представлением деталей в соответствии с конструктивными и технологическими признаками (составление классификатора);
2) подробной разработкой технологических процессов и их элементов для каждого типа или группы деталей;
3) занесением информации, характеризующей процесс обработки, в соответствующие базы данных[[2]].
В соответствии с принципами унификации в нашей стране разработан ряд действующих систем автоматизированного проектирования технологических процессов с помощью ЭВМ.
Составной частью комплексной автоматизированной системы является подсистема проектирования типовых и групповых технологических процессов.
Неизменная часть типового технологического процесса хранится в информационно-поисковой системе (ИПС) ЭВМ, вызывается на основании шифра детали и выдается на печать в виде операционной карты типового процесса. Переменная часть типового технологического процесса определяется с помощью стандартных программ доработки на основании исходных данных. Доработка типового технологического процесса состоит в выполнении следующих действий:
- уточнение типоразмеров, марок и шифров оборудования, приспособлений и инструментов в пределах типов, предусмотренных технологическим процессом;
- корректировка переменных размеров детали, меняющихся внутри одного типа, например, длины и диаметры шеек ступенчатых валов одного типа и т.п.;
- нахождение расчетных размеров для определения режимов обработки;
- определение режимов резания в соответствии с уточненными оборудованием, приспособлениями и инструментами;
- подготовка данных для АСУ.
Исходные данные в виде закодированной информации на стандартном бланке подготавливает технолог вручную или с помощью автокодировщика вводит в ЭВМ.
Групповой технологический процесс для комплексной детали по всем своим показателям совпадает с типовым процессом. Однако для конкретной детали группы он может содержать избыточную информацию в виде наличия и описания переходов и операций, не нужных для этой детали. Проектирование технологического процесса для конкретной детали группы (на основные процесса для комплексной детали) производят следующим образом:
- на основании исходных данных, технологического шифра из ИПС вызывается в оперативную память ЭВМ соответствующий групповой технологический процесс;
- заданная деталь сравнивается с комплексной, и уточняются их общие элементы;
- из группового технологического маршрута выбираются только операции и переходы, необходимые для получения общих элементов заданной и комплексной детали, и окончательно формируется маршрут изготовления заданной детали;
- маршрут изготовления заданной детали принимается в качестве типового, и дальнейшее проектирование производится по методам и стандартным программам для проектирования типовых процессов.
Доработка типового (группового) технологического процесса. В рассматриваемой системе доработка типового (группового) технологического процесса заключается в конкретизации значений выбранных элементов процесса обработки. При этом определяются межоперационные и расчетные размеры, а также выбирается вспомогательный, режущий и мерительный инструмент.