Характеристики производственного процесса

Для превращения исходных материалов и комплектующих изделий в удовлетворяющее человеческую потребность изделие на предприятии организуется производственный процесс.

Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на предприятии для изготовления выпускаемых изделий. В состав производственного процесса включаются действия по изготовлению и сборке изделий, контролю их качества, хранению и перемещениям на всех стадиях изготовления, организации снабжения и обслуживания подразделений предприятия, управлению всеми звеньями производства, реализации произведенных изделий.

Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда (ГОСТ 3.1109-82). Изменения состояния предмета труда в машиностроении касаются химических и физических свойств материалов, формы, размеров и относительного положения деталей, качества их поверхностей, внешнего вида изделия и т.д. Например, при механической обработке в основном изменяются форма и размеры заготовки для получения готовой детали. Термическая обработка приводит к изменениям структуры и физических свойств материалов. При сборке изменяется относительное положение деталей путем соединения их в СЕ и готовую машину. В соответствии с этим различают технологические процессы механической обработки, сборки, термической обработки, штамповки, литья и т.д.

Технологические процессы сборки машины или изготовления детали делятся на несколько частей. Это деление вызвано, как правило, двумя причинами – физическими и экономическими. К числу физических причин можно отнести невозможность в одной технологической системе обработать геометрически разные поверхности, либо обработать одинаковые поверхности, расположенные на всех шести стенках корпусной детали, либо невозможностью осуществить в одной технологической системе различные методы обработки (например, сверление и шлифование отверстия). По экономическим причинам, например, не всегда целесообразно применять сложные станки для одновременной обработки нескольких поверхностей детали ввиду их высокой стоимости, чаще оказывается дешевле их обрабатывать последовательно на нескольких простых станках. Неэкономично также достигать высокую точность детали из неточной заготовки одним инструментом в одной технологической системе, например, шлифовать цилиндрическую поверхность по 7 квалитету точности из штампованной заготовки. Поэтому технологический процесс имеет свою структуру, которая описывает распределение во времени и пространстве всех действий по изменению объекта производства. Технологический процесс состоит из технологических операций.

Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Рабочее место – это часть производственной площади цеха, на которой размещено технологическое (например, станок) и вспомогательное оборудование (стеллажи и др. устройства для хранения и перемещения заготовок, готовых деталей, инструментов и принадлежностей), предназначенные для выполнения работы одним или нескольким рабочими.

Технологическая операция является основной единицей производственного планирования и учета. Трудоемкость изготовления изделия, нормы времени и расценки определяются и назначаются, как правило, на операцию. На основе операций определяется требуемое количество рабочих, оборудования, состав и необходимое количество приспособлений и инструментов, рассчитывается себестоимость изготовления, производится календарное планирование производства.

Технологическая операция может быть простой (дифференцированной) или сложной (концентрированной). Простая технологическая операция включает, как минимум, один технологический и несколько вспомогательных переходов.

Технологический переход – это законченная часть технологической операции, содержащая действия по изменению формы, размеров, свойств материала или положения собираемых деталей, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. На рис.1.1 приведен эскиз токарной операции, содержащей один технологический переход: точить диаметр d на длине l. В результате выполнения этого перехода на обработанной детали образуются две новых поверхности – цилиндрическая диаметром d и кольцевая плоская поверхность торца. Технологический переход может быть простым, когда поверхности обрабатываются одним инструментом, как в примере на рис. 1.1. Технологический переход может быть сложным, когда одновременно обрабатываются несколько поверхностей комплектом инструментов. Пример такого сложного перехода приведен на рис. 1.2,а, где на токарной операции ведется обработка двух цилиндрических ступеней вала комплектом из двух резцов.

Рис. 1.1. Эскиз простой токарной операции

Технологический переход состоит из рабочего и вспомогательного ходов.

Рабочий ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, которое сопровождается изменением формы, размеров, свойств материала.

Вспомогательный ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, которое не сопровождается изменением формы, размеров, свойств материала, но необходимо для подготовки к выполнению рабочего хода.

Операция может содержать и несколько технологических переходов, выполняемых последовательно. Например, в одной токарной операции может обрабатываться последовательно несколько цилиндрических поверхностей разного диаметра одним и тем же или разными резцами, т.е. выполняться несколько технологических переходов, аналогичных приведенному на рис. 1.1.

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров, свойств материала, но необходимы для выполнения технологического перехода. В примере на рис.1.1. таких вспомогательных переходов нужно выполнить несколько:

1) установить заготовку;

2) включить вращение заготовки;

3) включить подачу;

4) в конце рабочего хода выключить подачу и вращение заготовки;

5) снять заготовку со станка;

6) вернуть резец в первоначальное положение

7) измерить полученные размеры на готовой детали.

Установ – это законченная часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой СЕ. Операция может содержать несколько установов, выполняемых последовательно над одной заготовкой или собираемой СЕ. При этом на каждом установе могут выполняться один или несколько технологических переходов. На рис. 1.2 приведен пример токарной операции обработки ступенчатого вала, содержащей два установа. На первом установе (рис.1.2,а) выполняется сложный технологический переход по обработке двух ступеней вала комплектом инструментов. Для обработки третьей ступени вал открепляется, переворачивается на 180^о градусов и устанавливается так, как показано на рис. 1.2,б.

а) б)

Рис. 1.2. Токарная операция обработки ступенчатого вала на двух установах

Позиция – это фиксированное положение, которое занимает неизменно закрепленная заготовка или собираемая СЕ относительно неподвижной части оборудования для выполнения определенной части технологической операции. Различие между установом и позицией состоит в том, что на каждом новом установе объект производства меняет свое положение относительно приспособления, оборудования, рабочего места или сборочного стенда. При смене же позиции объект производства сохраняет положение относительно приспособления, в котором он установлен, и меняет свое положение относительно оборудования, рабочего места или сборочного стенда совместно с приспособлением.

Рис. 1.3. Четырехпозиционная обработка детали

на трехшпиндельном станке с поворотным столом

На рис. 1.3 приведен пример четырехпозиционной операции по обработке отверстия тремя инструментами. В первой позиции заготовка устанавливается в приспособление. После каждого хода многошпиндельной головки станка заготовка вместе с приспособлением поворотом стола на 90^о перемещается с одной позиции на другую, т.е. занимает вместе с приспособлением новое положение относительно неподвижной части станка (станины). На каждой позиции выполняется очередной технологический переход – сверление, зенкерование и развертывание отверстия. После того как заготовка пройдет три рабочих позиции она снова попадает на первую, где обработанная деталь снимается и на ее место устанавливается следующая заготовка.

При выполнении операции или всего технологического процесса затрачивается некоторое количество труда рабочего определенной квалификации. Эти затраты труда измеряются его продолжительностью, или временем, в течение которого он осуществляется.

Трудоемкость – это количество времени, затрачиваемое рабочим на выполнение технологического процесса или его части при нормальной интенсивности труда.

Для нормирования труда и планирования производственного процесса используют норму времени. Норма времени – это установленное (нормированное) количество труда необходимой квалификации и нормальной интенсивности, необходимое для выполнения операции или всего технологического процесса в нормальных производственных условиях. Единицей измерения нормы времени служит нормо-час.

Норма выработки – это установленное (нормированное) количество изделий, которое должно быть обработано или изготовлено в единицу времени (час, минуту).

Технологический процесс и каждая его операция занимают определенное календарное время. Цикл – это промежуток календарного времени от начала какого-либо периодически повторяющегося процесса до его окончания. Различают:

· цикл операции – промежуток от начала до конца операции,

· цикл изготовления детали - промежуток календарного времени от начала первой до конца последней операции технологического процесса изготовления детали,

· цикл изготовления машины – промежуток календарного времени от запуска в производство первой заготовки до упаковки готовой машины.

Изготовление машины всегда связано с расходами материальных, трудовых, финансовых и др. ресурсов. В денежном выражении эти расходы называют себестоимостью.

Себестоимость – это сумма всех затрат в стоимостном выражении, произведенных на предприятии для изготовления изделия. Такую себестоимость называют полной.

Технологическая себестоимость – это часть полной себестоимости, в которую включены только затраты, напрямую зависящие от применяемого технологического процесса: затраты на исходный материал, заработную плату рабочих, занятых на операциях технологического процесса, энергию в технологических целях и т.д.

Соответственно различают себестоимость выполнения отдельной операции, себестоимость изделия (детали, СЕ, машины).