Основными этапами ТПП являются:
1) разработка технологических процессов;
2) проектирование технологической оснастки и нестандартного оборудования;
3) изготовление средств технологического оснащения (оснастки и нестандартного оборудования);
4) выверка и отладка запроектированной технологии и изготовленного технологического оснащения.
На первом этапе осуществляют выбор рациональных способов изготовления деталей и сборочных единиц, разработку новых технологических процессов. Эта работа выполняется на основе: чертежей на вновь спроектированное изделие; ГОСТов, отраслевых и заводских стандартов на материалы, инструмент, а также на допуски и припуски; справочников и нормативных таблиц для выбора режимов резанья; планируемых размеров выпуска изделий.
Содержание работ по проектированию технологических процессов складывается из следующих элементов:
1) выбора вида заготовок;
2) разработки межцеховых маршрутов;
3) определения последовательности и содержания технологических операций;
4) определения, выбора и заказа средств технологического оснащения;
5) установления порядка, методов и средств технического контроля качества;
6) назначения и расчета режимов резания; технического нормирования операций производственного процесса;
7) определения профессий и квалификации исполнителей;
8) организации производственных участков (поточных линий);
9) формирования рабочей документации на технологические процессы в соответствии с ЕСТП.
На втором этапе ТПП, во-первых, проектируют конструкции моделей, штампов, приспособлений, специального инструмента и нестандартного оборудования, а во-вторых, разрабатывают технологический процесс изготовления технологического оснащения, который должен быть достаточно универсальным, но в то же время прогрессивным, совершенным и обеспечивающим высокое качество изготовляемых деталей.
Разработка конструкций технологической оснастки осуществляется конструкторскими бюро по оснастке и инструменту в тесной взаимосвязи с технологами, которые проектируют технологические процессы обработки деталей нового изделия.
На третьем этапе ТПП изготавливают всю оснастку и нестандартное оборудование. Это наиболее трудоемкая часть технологической подготовки (60 - 80% труда и средств от общего объема ТПП). Поэтому, как правило, эти работы проводят постепенно, ограничиваясь вначале минимально необходимой оснасткой первой необходимости, а затем повышая степень оснащенности и механизации производственного процесса до максимальных экономически оправданных пределов. На этом этапе осуществляют перепланировку (если это необходимо) действующего оборудования, монтаж и опробование нового и нестандартного оборудования и оснастки, поточных линий и участков обработки и сборки изделий.
На четвертом этапе ТПП выверяют и отлаживают запроектированную технологию; окончательно отрабатывают детали и узлы (блоки) на технологичность: выверяют пригодность и рациональность спроектированной оснастки и нестандартного оборудования, удобство разборки и сборки изделия; устанавливают правильную последовательность выполнения этих работ; проводят хронометраж механообрабатывающих и сборочных операций и окончательно оформляют всю технологическую документацию.
Технологическая документация отличается глубиной разработки технологических процессов и степенью их детализации. Сначала разрабатываются маршрутные межцеховые карты на технологические процессы изготовления деталей и сборочных единиц. Маршрутные карты указывают последовательность прохождения заготовок, деталей или сборочных единиц по цехам и производственным участкам предприятия. Для изготовления деталей и сборки изделия достаточно иметь конструкторскую документацию, маршрутное или маршрутно-операционное описание технологического процесса либо перечень полного состава технологических операций без указания переходов и технологических режимов. При этом для единичных технологических процессов разрабатывается операционная технологическая карта, для типовых (групповых) технологических процессов - карта типовой (групповой) операции. В них указываются все переходы по данной конкретной операции и способы выполнения каждого, технологические режимы, данные о средствах технологического оснащения, материалах и затратах труда. Обычно в операционных картах помещают эскизные чертежи, изображающие детали или части деталей и содержащие те размеры и указания на обработку, которые необходимы для выполнения данной операции (способ закрепления деталей на станке, расположение инструмента, приспособление и др.).
Кроме того, для определенных изделий разрабатываются карты типовых технологических процессов нанесения электролитических покрытий, химической обработки, нанесения лакокрасочных покрытий, ведомости удельных норм расхода растворителей, анодов, химикатов, ведомости подетальных отходов и другие документы.
Исходная информация для разработки технологических процессов бывает базовой, руководящей и справочной. Базовая информация включает наименование объекта, а также данные, содержащиеся в конструкторской документации. Руководящая информация - это отраслевые и заводские стандарты, устанавливающие требования к технологическим процессам, оборудованию, оснастке, документация на действующие типовые и групповые технологические процессы, производственные инструкции, документация для выбора нормативов по технике безопасности и промышленной санитарии. Справочная информация включает документацию опытного производства, описания прогрессивных методов изготовления, каталоги, справочники, альбомы компоновок, планировок и др.
Одним из решающих направлений совершенствования ТПП является создание и эффективное использование автоматизированных систем, основанных на широком использовании ЭВМ.
Экономический эффект при автоматизированном проектировании достигается как за счет снижения трудоемкости самого процесса проектирования, так и за счет использования резервов в технологических процессах, таких как повышение качества изделий, уменьшение расхода инструментов, уменьшение отходов и т.п., а также за счет оптимизации принимаемых решений.
В системе автоматизированного проектирования формализация процессов выбора и проектирования технологии, оснащения и способов организации производства выполняется инженерами - специалистами в области использования средств вычислительной техники и автоматизации проектирования. В зависимости от уровня автоматизации проектных paбот различают системы с частичной автоматизацией, автоматизированные системы, решающие более комплексные задачи ТПП, автоматические, а также самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы высокого уровня.
В САПР с частичной автоматизацией решаются отдельные задачи, например, составление операционных карт, расчет норм штучного времени выполнения операций и др. В автоматизированных системах решаются задачи применительно к определенному классу изделий, деталей, технологических процессов, видов оснащения. Например, на заводе разрабатывается технология изготовления тел вращения, выбираются средства технологического оснащения, проектируются участки, линии и т.д.
Автоматизированные системы являются частью интегрированных производственных систем, осуществляющих комплексную подготовку производства изделий для изготовления их на высокоорганизованных производственных системах типа ГПС. Самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы могут отслеживать изменение условий производства, корректируя методы решения задач. Участие человека в этих системах сводится к минимуму.
АСТПП - сложная по структуре и функционированию кибернетическая система, находящаяся в постоянном движении, реагирующая на изменение данных, поступающих в процессе проектирования от других подсистем, производственных и других подразделений, вырабатывающая ответные действия, в результате которых либо сохраняется стабильность существующего положения, либо определяется вариант ответного действия.
Обмен информации между системами происходите помощью прямых и обратных связей. В процессе передачи по каналам связи информация может принимать различные формы, быть представленной на различных носителях.
Обеспечение АСТПП необходимой информацией организуется с использованием информационно-поисковой системы (ИПС), которая в зависимости от уровня автоматизации системы проектирования может быть полумеханизированной, механизированной, использующей сортировочные устройства электромеханического типа, или автоматизированной с использованием ЭВМ различного типа, допускающих работу в диалоговом режиме. Применение разработанных ранее технических решений, найденных с помощью ИПС, позволяет снизить трудоемкость проектирования на 20 - 50% в зависимости от степени новизны разрабатываемых изделий и технологических процессов.
Автоматизированное проектирование ТПП представляет собой развернутый и сложный процесс переработки информации разнообразного вида, формы и содержания. Основной целью создания АСТПП является ускорение и совершенствование процессов технологического проектирования за счет автоматизации и механизации с помощью вычислительной техники ряда сложных и трудоемких процессов проектирования, поддающихся формальному алгоритмическому описанию.
Разработка и внедрение АСТПП, с одной стороны, требуют наличия развитых стандартизации и унификации конструктивных элементов, типизации и нормализации технологических процессов и оснащения, вычислительной техники и ее математического и программного обеспечения, а с другой - АСТПП стимулирует деятельность научных и проектных организаций в этом направлении и способствует повышению качества технологического проектирования, а также унификации технических решений.