Технологическая характеристика различных типов производства. (Коэффициент закрепления операций, единичное, массовое, серийное производство)

Современное производство подразделяется на следующие типы: единичное, серийное и массовое.

Тип производства (или его серийность) по коэффициенту закрепления операций (ГОСТ 14.004 – 83).

K_з.о = О/Р;

где О – число всех операций, выполняемых или подлежащих выполнению на участке (линии) в течении месяца;

Р – число рабочих мест на участке;

K_з.о – характеризует степень специализации рабочих мест.

K_з.о.<= 1 – массовое производство;

1 < k_з.о.<= - крупносерийное производство;

10 < k_з.о. <= 20 – среднесерийное производство;

20 < k_з.о. <= 40 – мелкосерийное производство;

k_з.о. > 40 – единичное производство.

Ориентировочно тип производства определяется по таблице в зависимости массы обрабатываемых деталей и их количества.

Механическая масса обрабатываемой детали (заготовки), кг	Тип производства
Единичное	Мелкосерийное	Серийное	Крупносерийное	Массовое
До 200	До 1000	1000…5000	5000…10000	10000…100000	Св.100000
До 2000		20…500	500…1000	1000…5000	Св. 5000
До 30000		5…100	100…300	300…1000	Св. 1000
Св. 30000		3…10	10…50	-------	------

Единичное производство – характеризуется широкой номенклатурой изделий и малым объемом выпуска, количество изделий и размеры операционных партий заготовок исчисляются штуками и десятками штук; на рабочих местах выполняются разнородные технологические операции, повторяющиеся регулярно или неповторяющиеся совсем; используется универсальное точное оборудование, которое расставляется в цехах по технологическим группам (токарные, фрезерные, сверлильные и т.д. участки). Специальные приспособления и инструменты как правило не применяются. Исходные заготовки простейшие (литье в землю, прокат, поковки) с малой точностью, большими припусками и допусками. Требуемая точность достигается методом пробных проходов и промеров с использованием разметки, широко применяются прогонка по месту. Квалификация рабочих очень высокая, т.к. от нее в значительной степени зависит качество продукцию, технологическая документация сокращенная и упрощенная; технологические нормы отсутствуют, применяется опытно-статическое нормирование труда.

Массовое производство – характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых в продолжительного времени.

K_з.о.=1 т.к. на каждом рабочем месте закрепляется выполнение одной постоянно повторяющейся операции. Используются специальные высокопроизводительное оборудование, которое расставляется по поточному принципу (т.е. по ходу технологического процесса) и во многих случаях связано транспортирующими устройствами и конвейерами с постами промежуточного автоматического контроля, а также промежуточными складами – накопителями заготовок. Используются высокопроизводительные многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, станки с ЧПУ, обрабатывающие центры. Широко применяются автоматические линии (АЛ) и автоматизированные производственные системы, управляемые ЭВМ.

Применяется высокопроизводительная специальная технологическая оснастка, инструменты из синтетических сверхтвердых материалов (алмазов), фасонные инструменты всех видов.

Широко применяются точные исходные заготовки с минимальными припусками на обработку (литье под давлением, корковое литье, штамповка и прессовка калибров чеканка).

Требуемая точность достигается методами автоматического получения размеров на настроенных станках при обеспечении взаимозаменяемости обрабатываемых заготовок и собираемых узлов.

Средняя квалификация рабочих в современном массовом производстве ниже, чем в единичном. На настроенных станках и автоматах работают операторы (рабочие сравнительно низкой квалификации). Одновременно работают высококвалифицированные наладчики станков, специалисты по электронной технике и пневмогидравлике.

Технологическая документация разрабатывается самым детальным образом, технологические нормы тщательно рассчитываются и подвергаются экспериментальной проверке.

Серийное производство – характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых или ремонтируемых периодически повторяющимся партиями, и сравнительно большим объемом выпуска.

Различают: мелкосерийное, серийное и крупносерийное производство. K_з.о. зависит от количества изделий в партии или серии.

Серийное производство является основным типом современного машиностроительного производства, и предприятиями этого типа выпускается в настоящее время 75 – 80% всей продукции машиностроения.

Объем выпуска предприятий серийного типа колеблется от десятков и сотен до тысячи регулярно повторяющихся изделий. Используются универсальное и специализированное и частично специальное оборудование (станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, гибкая производственная система станков с ЧПУ). Оборудование расставляется по технологическим группам с учетом направления основных грузопотоков цеха по предметно-замкнутым участкам.

Одновременно используются групповые поточные линии и переменно-поточные автоматические. Технологическая оснастка в основном универсальная, однако, во многих случаях (особенно в крупносерийном производстве) создается высокопроизводительная оснастка. Целесообразность ее создания должна быть обоснована экономическим расчетом. Большое распространение находит универсально-сборная, переналаживаемая технологическая оснастка. В качестве заготовок используется горячекатаный и холоднокатаный прокат, литье в землю, под давлением, точное литье, поковки и точные штамповки.

Требуемая точность достигается как методами автоматического получения размеров, так и методами пробных ходов и промеров с частичным применением разметки. Средняя квалификация рабочих выше чем в массовом производстве, но ниже чем в единичном.

В зависимости от объема выпуска и особенностей изделия обеспечивается полная взаимозаменяемость, неполная, групповая, в ряде случаев используется компенсация размеров пригонка по месту.

Технологическая документация и техническое нормирование подробно разрабатывается для наиболее сложных и ответственных заготовок при одновременном применении упрощенной документации.

Машина как объект производства. Качество машин (Технический уровень, производственно-технологические показатели, эксплуатационные показатели, технологическая преемственность, точность).

Объектами производства машиностроительной промышленности являются различные машины.

Машина – это механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразное движение для преобразования энергии или производства работ. Различают два класса машин: машины – двигатели (с помощью которых один вид энергии преобразовывается в другой) и рабочие машины (с помощью которых происходит изменение формы, свойств и положение объекта труда).

Каждая машина создается для удовлетворения потребностей человека, которая находит отражение в служебном назначении машины. Для того чтобы выпускаемая заводом машина выполняла свое служебное назначение, раньше чем приступить к ее созданию, необходимо его выявить и четко сформулировать.

Под служебным назначением машины понимается максимально уточненная и четко сформулированная задача, для решения которой предназначена машина. Предположим, что необходимо обработать ступенчатые валики средних размеров диаметром d = 35…60 мм, длиной L = 150…600 мм из стали 45. Поставленная задача недостаточно уточняет и четко формулирует служебное назначение требуемого станка, в результате чего может быть сконструирован и построен станок, который не сможет обеспечивать экономичное изготовление валиков требуемого качества.

Более уточненная формулировка: станок должен обеспечивать обработку ступенчатых валиков диаметром d = 35…60 мм, длиной L = 150…600 мм из стали 45. Валик должен обладать точностью диаметральных размеров не ниже IT9 (h9), отклонение линейных размеров должны быть не более 0,1 мм, погрешности формы не должны выходить за пределы допусков на размеры, шероховатость поверхности не ниже Rz 40. Производительность станка не менее 150 валиков в смену (d = 45 мм, L = 300 мм).

Однако и приведенная формулировка недостаточно развернута, чтобы создать и выпустить станок, отвечающий своему служебному назначению. Ее необходимо дополнить такими данными, как характер и точность заготовок, которые должны поступать на станок, материал режущего инструмента, необходимость или отсутствие необходимости обработки полученных поверхностей на валиках и т.д. В ряде случаев необходимо указать те условия, в которых должна работать машина: например, возможные колебания температуры, влажности и т.д.

КАЧЕСТВО МАШИНЫ

Для того чтобы машина экономично выполняла служебное назначение, она должна обладать необходимым для этого качеством. В соответствии с ГОСТ 15467-85 под качеством продукции понимается совокупность свойств, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением.

В современных условиях качество продукции охватывает не только потребительские, но и технологические свойства, художественные особенности, надежность, уровень стандартизации и унификации деталей и узлов.

Под качеством машины понимают совокупность ее свойств, обуславливающих способность выполнять свое служебное назначение. К показателям качества машины относят те, которые характеризуют меру полезности машины, т.е. ее способность удовлетворять потребности людей в соответствии со своим назначением. К ним относятся:

 качество продукции производимой машиной;

 производительность;

 надежность;

 долговечность (физическая и моральная);

 безопасность работы;

 удобство управления;

 уровень шума;

 КПД;

 степень механизации и автоматизации;

 техническая эстетичность и т.п.

Проектирование машины, ее изготовление, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт связано с конкретными затратами труда и материалов, энергии, технических средств. Все затраты образуют стоимостное свойство машины – ее экономичность.

,

где: — затраты на проектирование;

— затраты на изготовление

— затраты на эксплуатацию;

— затраты на техническое обслуживание;

- затраты на ремонт;

— количество продукции, произведенной машиной за ее срок службы.

Между качеством и экономичностью машины существуют связи, приводящие к влиянию одних на другие. Например:

 повышение качества по любому показателю связано с увеличением ее стоимости;

 в то же время повышение уровня надежности машины, сокращает затраты на устранение отказов, технического обслуживания и ремонт.

Потребление машиной энергии, топлива, материалов при эксплуатации, в известной мере, характеризующее экономичность машины, во многом зависит от качества ее изготовления и т.п.

Показатели качества отражают степень пригодности, полезности, те блага, которые извлекает человек, используя свою машину.

Экономичность – цена этих благ, их стоимость.

Качество машин обеспечивается уровнем проектных решений, от которого зависит техническое совершенство конструкции машины и технологией, определяющей качество сборки и отделки машины.

Экономичность машины зависит от технического совершенства конструкции машины и технологии ее изготовления. Стоимость машины зависит от качества, количества и стоимости материалов, выбранных конструктором в процессе проектирования. Конечные затраты на материалы, входящие в себестоимость, можно определить лишь уровень после осуществления технического процесса ее изготовления.

Уровень унификации и технологичности машины определяет конструктор. Влияние этих факторов на себестоимость машины проявляется не прямым путем, а через технологию ее изготовления. Эти же факторы оказывают влияние на затраты по технологическому обслуживанию и ремонту.

Экономическими показателями являются потребление машиной энергии, потребление машиной топлива, потребление машиной материалов в процессе эксплуатации.

Но вместе с тем, на значение этих показателей влияет качество реализации технологического процесса и т.д. Таким образом, обеспечение качества и экономичность машины в процессе ее создания является общей задачей конструктора и технолога.

Проблема создания качественных и экономичных машин является важнейшей и наиболее сложной. Сложно не только создание конструкции машины, но и обеспечение ее качества и экономичности при конструировании и изготовлении, так как любая машина создается для выполнения процесса, наделенного вероятностными свойствами, а изготовление сопровождается явлениями случайного характера.

Свойства, составляющие качество продукции характеризуется непрерывными или дискретными величинами, называемыми показателями качества продукции. Они могут быть абсолютными, относительными или удельными.

Критерием относительно новой продукции по отношению к старой или базовой является коэффициент уровня качества продукции (основан на сравнении относительных характеристик качества).

Для сопоставления нескольких вариантов применяется интегральный показатель качества, который выбирается на основе теории принятия решений.

Различают три группы качества машины:

4. Технический уровень машины, определяющий совершенства машины (мощность, КПД, производительность, экономичность).

5. Производственно-технологические показатели, фиксирующие эффективность конструктивных решений с точки зрения обеспечения минимальных затрат труда и средств на ее изготовление, эксплуатацию и ремонт.

6. Эксплуатационные показатели (надежность, эргономические и эстетические характеристики).

Для большей оценки качества машины большое значение имеет ее работоспособность, под которой понимается такое состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения требуемых параметров в пределах установленных нормативно-технической документацией. В связи с этим одной из основных характеристик машин является их надежность.

Надежность - это свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность (ГОСТ 13377 – 75).

Отказ – это событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Время работы изделия до отказа, выраженное в часах называется наработкой до отказа (является случайной величиной).

Срок службы изделия, определяемый его наработкой до достижения предельного регламентированного состояния (предельный износ) называется ресурсом.

Ресурс в отработанных часах или допустимый срок службы изделия (в календарных часах), является неслучайной величиной (регламентированное время работы изделия, определяющее его долговечность).

Надежность изделия – это обобщенное свойство, которое включает в себя понятия безотказности и долговечности.

Безотказность – это свойство изделия непрерывно сохранять работоспособностьв течении некоторого периода времени или некоторой наработки.

Долговечность – это свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния, т.е. в течении всего периода эксплуатации при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

ПРОИЗВОДСТВЕННО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ:

1. Трудоемкость, определяется продолжительностью изготовления изделия при нормальной интенсивности труда в часах.

2. Станкоемкость – характеризуется продолжительностью времени в течении которого должны быть заняты станки или другое оборудование для изготовления всех деталей изделия (единичное измерение – станко-час).

3. Конструкторская преемственность изделия – это свойство изделия, использования в нем деталей и сборных единиц, применяемых или применявшихся в других изделиях.

4. Технологическая преемственность изделия – это свойство изделия, использование применяемых на предприятии технологических процессов, отдельных технологических операций и средств технологического оснащения для его изготовления или ремонта.

Одним из важнейших показателей качества машин изделий является: точность.

Под точностью машины понимается степень ее приближения к геометрически правильному ее прототипу.

Поскольку исполнительные поверхности машины должны осуществлять относительное движение, необходимое для выполнения машиной своего служебного назначения, поэтому одним из основных показателей, характеризующих точность машины является точность относительного движения.

Точность относительного движения – это максимальное приближение действительного характера движения исполнительной поверхности к теоретическому закону движения поверхности, выбранного с учетом назначения проектируемой машины.

Точность относительного движения характеризуется величиной отклонения, на которое устанавливается допуск.

Точность машины характеризуют следующие показатели:

6. точность относительного движения исполнительных поверхностей машины;

7. точность расстояний между исполнительными поверхностями;

8. точность относительных поворотов исполнительных поверхностей;

9. точность геометрической формы исполнительных поверхностей включая макро и микро неровности;

10. шероховатость исполнительных поверхностей.