Иванов В.П._Фруцкий В.А. Технолог процессы в машиностр. Оборудование и технология высокоэффективных процессов обработки материалов Новополоцк пгу 2009
 Скачать 3.56 Mb.
|
|
1.2. Типы и характеристика производства 1.2.1. Типы производств Тип производства – это его характеристика, которая зависит от вида и сложности продукции, объемов, регулярности и стабильности ее выпус- ка, а также технических и экономических условий осуществления произ- водственного процесса (ГОСТ 14.004-83). Технологические процессы, которые подготовлены к внедрению в производство, должны, безусловно, обеспечить все требования к качеству изделий, предусмотренных чертежом и техническими условиями. Кроме того, они должны обеспечить заданную производительность в конкретных производственных условиях. Наименьшие затраты на выпуск продукции могут быть достигнуты только в том случае, когда технологический про- цесс построен в полном соответствии с типом производства. Критерием отнесения производства к одному из типов служит значе- ние коэффициента закрепления операций к зо к зо =О/n р.м , (1.1) где О – количество технологических операций, закрепленных за рабочими местами в течение месяца; n р.м – количество рабочих мест в производстве. Различают единичное, серийное и массовое производства. В свою очередь серийное производство разделяют на крупно-, средне- и мелкосе- рийное производства. В соответствии с ГОСТ 3.1108-74 значения коэффициента закрепле- ния операций составляют: – для единичного – > 40. – для мелкосерийного – 20…40; 11 – для среднесерийного – 10…20; – для крупносерийного – 1…10; – для массового – 1. Основным типом современного производства является серийное производство. Предприятиями этого типа выпускается свыше 80 % про- дукции. Однако на одном предприятии существуют различные типы про- изводств. В инструментальных цехах, в которых изготавливают средства технологического оснащения завода, превалирует единичное и мелкосе- рийное производство. В цехах основного производства серийность суще- ственно выше. 1.2.2. Характеристика типов производства Единичное производство характеризуется большим количеством ви- дов изготавливаемой продукции, а также малым объемом выпуска изделий. Объем выпуска продукции – это количество изделий определенных наименова- ния, типоразмера и исполнения, изготавливаемых предприятием или его подразделе- ниями в течение года. На предприятиях единичного производства: – количество изделий и размеры операционных партий заготовок ис- числяются единицами или десятками единиц; – на рабочих местах выполняют разнообразные технологические операции, повторяющиеся нерегулярно или не повторяющиеся совсем; – используют универсальное точное оборудование, которое расстав- ляют в цехах по технологическим группам (токарное, фрезерное, свер- лильное, зуборезное, шлифовальное и др.). Группы станков формируют в соответствии с последовательностью операций обработки большинства из- делий; – применяют универсальную оснастку (в т.ч. универсально-сборные приспособления). Специальные приспособления применяют в случае крайней необходимости; – используют простейшие заготовки (отливки в песчано-глинистые формы, горячий прокат, поковки на молотах) с малой точностью и боль- шими припусками; – требуемая точность размеров достигается способом пробных ходов и промеров с использованием разметки; – взаимозаменяемость деталей и узлов ограничена; – широко применяется пригонка детали к детали; – квалификация рабочих высокая, так как от нее в значительной мере зависит качество продукции; 12 – технологическая документация – в маршрутном описании; – технические нормы укрупненные, а нормирование труда – опытно- статистическое. Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большими объемами выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в те- чение продолжительного времени. В массовом производстве широко используют специальное высоко- производительное оборудование, которое расставляют в технологической последовательности с организацией поточного производства. Применяют, например, высокопроизводительные многошпиндельные автоматы и полу- автоматы, станки с ЧПУ и обрабатывающие центры. Для поточного произ- водства характерен регулярный выпуск продукции через установленный отрезок времени, равный такту производства, с использованием конвейе- ров для перемещения изделий с позиции на позицию и закреплением за этими позициями рабочих, выполняющих одни и те же работы. Автомати- зированные поточные линии управляются ЭВМ. Имеет место применение специальных приспособлений с механиче- скими приводами и режущего инструмента из алмазов и сверхтвердых ма- териалов на основе кубического нитрида бора. Используют фасонный ин- струмент всех видов. Широко применяют точные индивидуальные исходные заготовки с минимальными припусками на обработку. Такие заготовки получают лить- ем под давлением, горячей объемной штамповкой, чеканкой и др. спосо- бами. Требуемая точность размеров достигается методами автоматическо- го получения размеров на настроенных станках при обеспечении полной взаимозаменяемости деталей и узлов. Только в отдельных случаях приме- няют групповую взаимозаменяемость. Средняя квалификация рабочих в массовом производстве ниже, чем в единичном. На настроенных станках и автоматах работают рабочие с низкой квалификацией, однако наладчики станков, специалисты по элек- тронике и гидропневмоавтоматике имеют высокую квалификацию. Для выпуска одного и того же количества продукции численность рабочих в массовом производстве ниже, чем в единичном. Технологическая документация массового производства разрабаты- вается в операционном описании, технические нормы детальные, а норми- рование труда научно-обоснованное в виде аналитически-расчетных или аналитически-исследовательских норм. 13 Серийное производство характеризуется ограниченной номенклату- рой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большими объемами выпуска. Производственная партия – это группа заготовок одного наименования и типо- размера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в течение определен- ного отрезка времени. Объем серии – это общее количество изделий определенных наименования, ти- поразмера и исполнения, изготовляемых по неизменяемой конструкторской докумен- тации. Признаки серийного производства: – объем выпуска изделий изменяется от десятков сотен до тысяч ре- гулярно повторяющихся изделий; – используется универсальное, специализированное и частично спе- циальное оборудование. Широко применяют станки с ЧПУ, обрабатываю- щие центры и гибкие системы станков с ЧПУ, связанные транспортными устройствами и управляемыми от ЭВМ. Оборудование расставляют техно- логическими группами с учетом направления основных грузопотоков цеха по предметно-замкнутым участкам. Однако одновременно используют групповые поточные и переменно-поточные линии; – применяемые приспособления в основном универсальные, однако в крупносерийном производстве создают специальные приспособления. Ши- роко применяют универсально-сборные переналаживаемые приспособления; – в качестве исходных заготовок используют горячий и холодный прокат, отливки, полученные литьем в землю и под давлением, точное ли- тье, поковки и точные штамповки, целесообразность применения которых обосновывают технико-экономическим расчетом; – требуемая точность элементов деталей достигается как методами автоматического получения размеров, так и методами пробных ходов и промеров с частичным применением разметки; – средняя квалификация рабочих выше, чем в массовом производст- ве, но ниже, чем в единичном. Наряду с рабочими высокой квалификации, работающих на сложных универсальных станках, и наладчиками исполь- зуются рабочие-операторы, работающие на настроенных станках. – в зависимости от объемов выпуска и особенностей изделий обес- печивается полная, неполная и групповая взаимозаменяемость деталей и соединений, однако в ряде случаев применяется обеспечение посадок с пригонкой по месту; 14 – широко применяется технологическая унификация (типовая, груп- повая и модульная); – технологическая документация разрабатывается в маршрутно- операционном изложении с опытно-статистическим и аналитически- исследовательским нормированием труда. Проектирование оптимального технологического процесса и его ра- циональное оснащение для конкретных условий производства является сложной задачей, требующей от технолога понимания реальной производ- ственной обстановки, знания ближайших перспектив развития предпри- ятия и умения проводить анализ и технико-экономические расчеты. Вопросы для самоконтроля 1. Приведите критерии отнесения производства к его типу. 2. Каковы общие и отли- чительные признаки единичного, серийного и массового производства? Практическое занятие № 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА Цель занятия – получить практические навыки по определению типа производства и размера партии. Индивидуальное задание. Получить у преподавателя рабочий чертеж детали и программу выпуска. По рабочему чертежу изготовленной детали и заданному объему выпуска определить тип производства и размер пар- тии деталей. Порядок выполнения задания. В процессе выполнения задания необ- ходимо ознакомиться с назначением и материалом детали, условиями ее работы в узле или механизме. Для выполнения задания необходимо: – изучить чертеж узла или механизма, в котором работает деталь; – привести данные о материале детали (химический состав, механи- ческие свойства), массе детали; – составить схему технологического процесса изготовления детали; – рассчитать коэффициент закрепления операций и определить тип производства; – оформить отчет. Содержание отчета: название и цель работы; чертеж изготавливае- мой детали, черновой технологический процесс, расчет коэффициента за- крепления операций, определение типа производства, размера партии. 15 1.3. Производственный процесс и средства технологического оснащения 1.3.1. Производственный процесс и его части Производственный процесс машиностроительного предприятия включает деятельность исполнителей и функции СТО, которые необходи- мы на данном предприятии для превращения машин из состояния мате- риалов и заготовок в состояние товарной продукции. Производственный процесс предприятия охватывает доставку, приемку и хранение материалов, полуфабрикатов и комплектующих из- делий, их складское хранение и распределение, работы по обеспечению теплом, энергией, воздухом, холодом, и другими ресурсами, а также по ремонту и обслуживанию зданий, сооружений и СТО, все технологиче- ские воздействия на изготавливаемые изделия, хранение и сбыт товар- ной продукции. Технологические процессы – это части производственного процесса, которые содержат целенаправленные действия по изменению состояний предмета труда и последующему определению этих состояний. По признакам организации различают единичные, типовые и груп- повые технологические процессы. Единичный технологический процесс – это технологический процесс изготовления изделий одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства. Типовой технологический процесс – технологический процесс изго- товления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. Разработка типовых процессов базируется на классификации дета- лей. Класс представляет множество деталей, связанных общностью техно- логических задач. Групповой технологический процесс – технологический процесс из- готовления группы изделий с разными конструктивными, но общими тех- нологическими признаками. Принципиальное отличие двух последних технологических про- цессов друг от друга заключается в том, что типовые процессы характе- ризуются общностью последовательности и содержания операций при изготовлении типовой группы деталей, а групповая обработка – общно- стью оборудования и оснастки при изготовлении группы разнородных деталей. 16 1.3.2. Технологические операции, их состав и организация Технологический процесс состоит из технологических операций. Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Рабочее место – часть производственной площади цеха, на которой размещены один или несколько исполнителей работы и обслуживаемая ими единица технологического оборудования или часть конвейера, а также оснастка и предметы производства. Технологическая операция является расчетной единицей техниче- ского нормирования труда, проектирования технологических процессов и производственных участков. Рабочее место – элементарная ячейка производства. Рабочие места учитывают, для них составляют паспорта и планы мероприятий, реализа- ция которых обеспечивает социальные требования и достойные условия производительного труда с высоким качеством работ. К основным принципам организации технологических операций во времени относят их дифференциацию и концентрацию. Дифференциация операций предполагает образование их из небольшо- го числа переходов. Чем меньше переходов выполняют на рабочем месте, тем меньшие требования к квалификации рабочих, зато выше производи- тельность их труда, а к организации производства предъявляются более вы- сокие требования. Рабочие места становятся специализированными. Эта фор- ма организации применяется на предприятиях средней и большой мощности. Концентрация операций – принцип, обратный их дифференциации. Технологические операции, построенные по этому принципу, становятся многопереходными и многоинструментальными и реализуются, например, на оборудовании с ЧПУ. Квалификация рабочих при этом высокая, зато организация работ простая. Рабочие места становятся универсальными. Эта форма организации применяется на предприятиях различных типов. Технологические операции характеризуются циклом, тактом и рит- мом выпуска и технологическими режимами. Цикл технологической операции – интервал календарного времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготавливаемых изделий. Такт выпуска – интервал времени, через который периодически про- изводится выпуск изделий или заготовок. Ритм выпуска – количество изделий или заготовок, выпускаемых в единицу времени. 17 Такт и ритм выпуска продукции связаны между собой обратно про- порциональной зависимостью. Технологическая операция в свою очередь также делится на части (установы, позиции и переходы). Установ – это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемого из- делия. Установы необходимы, например, для обработки различных по- верхностей детали. Позиция – это фиксированное положение изделия относительно ин- струмента при выполнении части операции. Позиции образуются при об- работке изделия на автоматической линии (агрегатном станке) или сборке на конвейере. Технологический переход – это законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установе. Переход характеризуется постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых при обработке или соединяемых при сборке. Он является расчетной единицей технологического проектирования и со- стоит из одного или нескольких рабочих и вспомогательных ходов. Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. К вспомогательным перехо- дам относятся, например, базирование, закрепление заготовки, смена инст- румента или снятие детали. Технологический переход включает ходы и приемы. Рабочий ход – это законченная часть технологического перехода, со- ставляющая однократное перемещение инструмента относительно обраба- тываемой детали, сопровождаемое изменением формы, размеров, шерохо- ватости поверхности или свойств материала. Вспомогательный ход – законченная часть технологического пере- хода, составляющая однократное перемещение инструмента относительно обрабатываемого изделия, которое не сопровождается изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств материала, но необхо- димо для выполнения рабочего хода. Прием – это законченная совокупность действий человека, приме- няемых для выполнения перехода или его части и объединенных общим целевым назначением. 18 1.3.3. Средства технологического оснащения и их структура Средства технологического оснащения (ГОСТ 3.1109-82) – совокуп- ность орудий производства, необходимых для осуществления технологи- ческого процесса. СТО подразделяют на технологическое оборудование и оснастку. Оснастка, в свою очередь, состоит из приспособлений и инструмента. Технологическое оборудование – это средства технологического ос- нащения, в которых для выполнения части технологического процесса ус- танавливают технологическую оснастку, материалы или заготовки и сред- ства воздействия на них. Примеры технологического оборудования: разборочные стенды, очистные ма- шины, металлорежущие станки, обкаточно-тормозные стенды. Технологическое оборудование в зависимости от разнообразия вы- полняемых им функций и обрабатываемых изделий подразделяют на уни- версальное, специализированное и специальное, а по приспособленности к воздействиям на изменяющиеся изготавливаемые изделия в различных производственных условиях – на перестраиваемое, переналаживаемое и гибкое. Универсальное оборудование (металлорежущее, кузнечно-прессовое, термическое и др.) обладает широкими технологическими возможностями. Специализированное оборудование обладает увеличенной произво- дительностью или точностью обработки однотипных заготовок, но более узкими технологическими возможностями по сравнению с универсальным оборудованием. В специализированное оборудование превращают универ- сальное оборудование (чаще металлорежущее) путем заводской модерни- зации. Специальное оборудование выполняет узкую технологическую функцию над изготавливаемым изделием определенной модели, обладает наибольшей производительностью и обеспечивает наивысшую точность. Это, например, шлифовальные станки для обработки коренных или ша- тунных шеек коленчатых валов, расточные станки для одновременной об- работки коренных опор, втулок распределительного вала и отверстия под стартер в блоке цилиндров, контрольные стенды и др. Металлорежущее специальное оборудование изготавливают на станкостроительных заводах по заказу. Специальные металлорежущие станки – это модификации универ- сальных станков. Они оснащены наладками (или подготовлены под уста- новку наладок) и устройствами для обработки заготовок одного наимено- 19 вания. Остальное специальное оборудование изготавливают, как правило, в инструментальном цехе (участке) завода. Перестраиваемое оборудование может быть перестроено на обра- ботку другой детали или группы деталей при затратах средств и труда, со- измеримых с его стоимостью. Переналаживаемое оборудование при переходе на обработку другой детали или группы деталей не требует дополнительных вложений и оста- новки производства, хотя этот переход связан с изменением текущих рас- ходов. Гибкое оборудование при переходе на обработку другой детали или группы деталей не требует ни дополнительных вложений, ни остановки производства, ни увеличения текущих расходов. Количественная оценка гибкости оборудования оценивается показа- телем гибкости G, который равен произведению степени гибкости g 1 на степень переналаживаемости g 2 : G = g 1 g 2 , (1.2) g 1 = (1 – 1/n), 1 1 2 (1 ) f s ij j i пл t g T , где n – число функций оборудования; t ij – время перехода оборудования из одного функционального состояния i во второе j; i = (1 … f); j = (1 … s); T пл – отрезок времени, принятый в качестве базы для сравнения. При выборе оборудования учитывают его возможность выполнять заданные операции над изготавливаемыми изделиями с установленной производительностью и нормативным качеством. Технологическая оснастка представляет собой устройства, которые расширяют технологические возможности оборудования и применяются только вместе с ним. Примеры технологической оснастки: фрезы, резцы, борштанги, приспособления, штампы, пресс-формы. Приспособления – это технологическая оснастка, предназначенная для установки изделия или ориентирования инструмента при выполнении технологической операции. Инструмент – это технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на изделие с целью изменения его состояния, которое опреде- ляют при помощи мер и (или) измерительных приборов. |