Принципы дифференциации и концентрации операций. Один и тот же технологический процесс может быть выполнен на минимальном числе рабочих мест (при минимальном количестве операций) и можно его дифференцировать до такой степени, когда каждая операция будет состоять из простейшего одного перехода (но очень большого количества операций). Метод расчленения операций на несколько более простых называют дифференциацией операций. Соединение нескольких простых операций в одну более сложную называют концентрацией (укрупнением) операций. Естественно, что дифференцированный план операций будет технологически более простым.

При концентрации операций упрощается производственное планирование, т.к. учетными единицами при этом являются операции, число которых при концентрации сокращается. Кроме того, уменьшается потребность в производственных площадях, увеличивается производительность труда за счет сокращения числа переустановок деталей, а последнее обстоятельство способствует уменьшению припусков на обработку; сокращается также межоперационное пролеживание деталей, незавершенное производство, количество оснастки, режущих инструментов, длительность технологического цикла. Этот метод находит особенно широкое применение при обработке тяжелых и крупных деталей.

Метод дифференциации ведет к упрощению оборудования и квалификации работ. Ему отдается предпочтение, когда требуется осуществить пуск производства в короткие сроки при слабой инструментальной базе предприятия, не дающей возможности своевременно изготовить сложную технологическую оснастку, необходимую для реализации методов концентрации.

Однако последнее время метод концентрации находит все большее признание, так как это путь совершенствования операций посредством применения сложных высокопроизводительных многорезцовых автоматизированных станков, что исключает влияние субъективных факторов (влияние рабочего) на точность и производительность технологического процесса механической обработки.

Принцип размещения термических операций в структуре технологического процесса. Введение в технологический процесс термических операций как бы нарушает его непрерывность с геометрической точки зрения, т.к. обусловленные этими операциями деформации не могут учитываться при составлении схемы процесса.

После термообработки детали приходится начинать технологический процесс механической обработки как бы заново и выбирать новые базы, играющие роль черновых баз начала процесса. Идя от них, вводят новые обработанные базы или чаще поправляют те, которыми пользовались ранее. Новые базы были связаны со старыми возможно более строгими размерами и соотношениями. Это обстоятельство повлечет увеличение операционных припусков и т.п.

Термическая обработка деталей применяется для:

– повышения производительности труда на операциях технологического процесса механической обработки;

– улучшения качества механически обработанных поверхностей;

– уменьшения коробления и поводок деталей при механической обработке и при эксплуатации за счет снятия внутренних напряжений;

– улучшения физико-механических и специальных свойств (антикоррозионности, немагнитности и т.п.).

Повышение производительности труда при механической обработке достигается за счет улучшения обрабатываемости металла. С этой целью используются термические операции: отжиг нормализация или улучшение, т.е. закалка с высоким отпуском. Согласно своему прямому назначению, термические операции в данном случае применяются, как правило, до первой операции технологического процесса – это предварительные термические операции. Однако они иногда применяются и для ликвидации последствий наклепа после черновой механической обработки перед чистовыми операциями.

Применение предварительной термообработки делает структуры металла более стабильными и равномерными за счет снятия внутренних напряжений. Благодаря этому на операциях механической обработки (особенно чистовых) уменьшаются коробления и поводки деталей, сокращаются также коробления и усадки поверхностей детали и при окончательной термической обработке (закалке, старении). Все это способствует снижению межоперационных припусков и их равномерному распределению, что повышает производительность и точность механической обработки, снижает общую величину припуска и позволяет добиться экономии не только труда, но и материала.

Стабильность структурного равновесия повышает технические качества и долговечность изделия в целом.

Для снятия внутренних напряжений, кроме операций предварительной термической обработки, в практике применяют промежуточные термические операции: рекристаллизационный отжиг, различные виды отпуска, старения. Эти операции термической обработки размещаются либо в начале технологического процесса механической обработки, либо после выполнения черновых операций.

Твердость, прочность, износостойкость, антикоррозийность, химическая стойкость и другие свойства материала в состоянии поставки обычно не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к готовым деталям. Повышение этих качеств в готовых деталях достигается окончательной термической обработкой: закалкой, старением, обработкой холодом, химико-термическими видами обработки, (цианированием, цементацией, азотированием, сумфицированием и др.). Эти операции термообработки размещаются в структуре технологического процесса, как правило, либо перед выполнением чистовых, либо отделочных операций.

С целью повышения механической прочности легких сплавов они подвергаются упрочняющей термической обработке, состоящей из последующего старения. После такой обработки легкие сплавы сохраняют свою хорошую обрабатываемость резанием, и поэтому операции термического упрочнения обычно проектируются до черновых механических операций технологического процесса.