Раздел 1. Основы организации производства 2 страница

Оценка технологичности конструкции производится сопоставлением трудоемкости, себестоимости и материалоемкости нового изделия с лучшими отечественными и зарубежными образцами.

Выбор показателей технологичности конструкции производится с учетом требований ГОСТ 14.201-73.

К ним относятся:

- базовые (исходные) показатели технологичности конструкции представителя группы изделий, обладающих общими конструктивными признаками;

- показатели технологичности конструкции, достигнутые при разработке изделия;

- показатели уровня технологичности конструкции разрабатываемого изделия.

Значения базовых показателей технологичности конструкции изделия указываются в техническом задании на его разработку.

При отработке конструкции изделия на технологичность предусматривается решение следующих двух задач:

· снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия на основе повышения серийности при изготовлении посредством стандартизации изделий и их элементов, ограничения номенклатуры материалов, преемственности освоенных в производстве конструктивных решений, снижения массы изделия и применения высокопроизводительных типовых технологических процессов;

· снижение трудоемкости, цикла и стоимости работ по обслуживанию изделия при эксплуатации, что достигается рациональным выполнением конструкции, обеспечивающим удобство технического обслуживания и ремонта, повышением надежности ремонтопригодности конструкции (при уменьшении количества сменных и запасных частей) без снижения ресурса изделия.

Данные об уровне технологичности конструкции используются в первую очередь при анализе технологической подготовки производства, разработке мероприятий по повышению уровня технологичности конструкции изделия и эффективности его производства, а также при аттестации качества изделия.

1.2.2. Технологические процессы изготовления изделий. Общие положения

Превращение предметов труда в готовую продукцию осуществляется на основе взаимодействия основных, вспомогательных, обеспечивающих, обслуживающих и естественных процессов, в совокупности представляющих производственных процесс.

Производственный процесс – комплексное понятие. В детализированном виде он охватывает:

· подготовку производства в основных цехах к выполнению работ;

· обеспечение рабочих мест сырьем, материалами, полуфабрикатами, инструментом, приспособлениями;

· ремонтное и энергетическое обслуживание производства;

· все стадии изготовления деталей (литейное, кузнечное производство, механическая, термическая обработка деталей и т.д.)

· сборку изделий;

· транспортировку деталей, сборочных единиц к месту их обработки и сборки;

· технический контроль качества на всех стадиях производства;

· упаковку готовой продукции и другие действия.

Главными из перечисленных частей производственного процесса являются стадии изготовления деталей и сборки изделий, т.е. технологические процессы, содержащие действия по изменению состояний предметов производства и в конечном итоге выпуск готовой продукции.

Технологические процессы определяют последовательность выполнения различных работ (операций) по обработке деталей и сборке изделий, приводящие к изготовлению изделия.

По последовательности выполнения различают технологические процессы изготовления литых и кузнечных исходных заготовок, механической, термической и других видов обработки, заготовок узловой и общей сборки изделий.

Разработка технологических процессов в общем случае включает комплекс следующих взаимосвязанных работ (ГОСТ 14.301-73):

· выбор заготовок;

· выбор технологических баз;

· подбор типового технологического процесса;

· определение последовательности и содержания технологических операций;

· определение, выбор и заказ новых средств технологического оснащения (в том числе средств контроля и испытания);

· назначение и расчет режимов обработки;

· нормирование процесса;

· определение профессий и квалификации исполнителей;

· организация производственных участков;

· выбор средств механизации и автоматизации элементов технологических процессов и внутрицеховых средств транспортирования;

· составление планировок производственных участков, разработка операций перемещения изделия и отходов;

· оформление рабочей документации на технологические процессы.

Технологические процессы превращения материалов в исходные заготовки деталей заданных размеров и конфигураций выполняются путем стального, чугунного (серого, ковкого), цветного литья, обработки давлением, резки сортового или специального проката, комбинированными методами.

Механическая обработка осуществляется в процессе последовательного изменения геометрических форм, размеров, качества поверхностей исходной заготовки до получения готовой детали.

При термической обработке в детали происходят структурные превращения, изменяющие свойства материала заготовки.

Сборка является завершающей стадией производственного процесса. Технология сборки изделия связана с процессом соединения его составных частей.

Технологический процесс обработки заготовок или сборки изделий расчленяется на технологические операции, каждая из которых представляет собой законченную его часть, выполняемую на одном рабочем месте. Число операций в технологическом процессе изменяется в пределах от одной, например, отрезка заготовки от прутка, до нескольких десятков (изготовление сложных корпусных деталей).

На основе выделенных технологических операций определяется трудоемкость процесса, число производственных рабочих, состав технологического оборудования, приспособлений для выполнения операций, инструмента. Кроме технологических выделяются вспомогательные операции, обеспечивающие транспортировку, контроль, маркировку и другие работы.

Технологические операции разделяются на технологические и вспомогательные переходы, а также на рабочие и вспомогательные ходы.

Технологический переход – законченная часть операций, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке. Вспомогательный переход включает действия человека и оборудования, которые не изменяют форму, размеры и поверхности, по необходимости для выполнения операции.

Рабочий ход представляет собой законченную часть технологического перехода, связанного с однократным перемещением инструмента при обработке заготовки.

Вспомогательный ход – однократное перемещение инструмента относительно заготовки, необходимое для выполнения рабочего хода.

Положение обрабатываемой заготовки или собираемого изделия относительно оборудования или инструмента характеризует занятую позицию для выполнения операции или перехода.

Позиция – это фиксированное положение заготовки, изделия для выполнения операции или определенного перехода.

Проектирование операций осуществляется на основе концентрации и дифференциации, входящих в структуру технологического процесса технологических переходов.

Виды заготовок и методы их получения.

Заготовки деталей получают литьем, обработкой давлением, резкой сортового и профильного проката, а также комбинированными способами.

Выбор заготовки зависит от масштаба производства. Чем ближе заготовки по форме и размерам к готовым деталям, тем меньше расходы на их изготовление. В первую очередь это положение относится к обработке больших партий деталей в серийном и массовом производстве.

Основными видами заготовок в зависимости от назначения деталей являются:

· кованые, прессованные и штампованные заготовки;

· заготовки из проката и листового металла;

· отливки из черных и цветных металлов;

· заготовки из неметаллических материалов (пластических масс, древесины, резины, асбеста, текстолита и др.)

Основными методами получения кованых, прессованных и штампованных заготовок являются:

¨ Ковка: - на молотах и прессах;

- на молотах в подкладных кольцах и штампах;

- на радиально-ковочных машинах.

¨ Штамповка: - на молотах и прессах;

- с последующей калибровкой;

- высадкой на горизонтально-ковочных машинах;

- безоблойная;

- выдавливанием;

- на чеканочных кривошипно-коленных прессах.

Для заготовок из проката и листового металла используются следующие методы их получения:

- фасонное вальцевание на ковочных вальцах;

- прокатка заготовок на поперечно-винтовых и специальных станах;

- холодная высадка на автоматах;

- волочение прутков через специальные профили для последующего изготовления штучных заготовок и т.д.

Отливки из черных и цветных металлов производятся:

- в песчаную смесь при ручной и машинной формовке (по деревянным, металлическим моделям);

- в стержневые формы;

- в многократные (цементные, графитные, асбестовые) формы;

- в облочковые формы;

- по выплавляемым моделям;

- по замораживаемым ртутным моделям;

- центробежным способом;

- в кокиль;

- под давлением;

- по газифицируемым моделям и т.д.

Заготовки из неметаллических материалов получают прессованием с подогревом смолы в пресс-формах (термоплавкие пластмассы), литьем под давлением горячей массы в холодные формы, прокатыванием на вальцах, выдуванием (термопластики) и штамповкой (стеклопластики).

Основные методы обработки заготовок.

Заготовки, как правило, обрабатываются резанием.

Обработка резанием – наиболее распространенный на предприятиях машиностроительной промышленности метод изготовления деталей, при реализации которого используются металлорежущие станки. При этом достигаются заданные формы, размеры и качество поверхностей заготовки. Процесс резания разделяется на обдирочную, черновую, получистовую и чистовую виды обработки.

Обдирке подвергаются крупные поковки и отливки. Черновая обработка используется для заготовок, подвергшихся обдирке, для крупных штампованных заготовок и крупных отливок.

Получистовая обработка применяется в том случае, когда к заготовке после черновой обработки предъявляются повышенные требования.

Основные виды обработки деталей резанием: токарная, фрезерная, сверлильная, зенкерование, протягивание, шлифование, хонингование и др.

Чистовую обработку применяют как окончательную, либо как промежуточную под последующую отделку.

Обработка резцами выполняется на станках токарного типа для цилиндрических, конических, сферических, плоских, торцевых, фасонных поверхностей вращения.

При обработке фрезами различают черновое, получистовое, чистовое и тонкое фрезерование как метод окончательной обработки плоских поверхностей. Используемые инструменты – различные формы фрез.

При многоинструментальных наладках, осуществляемых на продольно-фрезерных и агрегатных станках, достигается наиболее высокая производительность труда.

Операции сверления в сплошной заготовке выполняются сверлами по разметке, кондуктору и на координатно-расточных станках. Спиральными сверлами сверлят отверстия диаметром до 80мм. Сверление по кондуктору уменьшает смещение оси и увеличение диаметра отверстия.

Зенкерование разделяется на черновое (обработка литых или прошитых заготовок) и чистовое (обработка просверленных или предварительно расточенных отверстий). Используемые инструменты: сверла, зенкеры.

Развертывание отверстий применяется как метод окончательной обработки либо как метод, предшествующий хонингованию, тонкому растачиванию, притирке. Используемые инструменты – развертки.

Протягиванием обрабатывают сквозные отверстия, пазы любого сечения, плоские и криволинейные поверхности, а также наружные поверхности вращения.

Протягивание сокращает маршрут обработки, так как протяжка заменяет комплект инструментов (например, зенкер, расточной резец и развертку, черновую и чистовую фрезы). Протягивание отверстий производят после сверления, а пазов и наружных поверхностей – по необработанной поверхности. Инструмент – протяжки различных конфигураций.

Шлифование используется как метод предварительной и окончательной обработки внешних поверхностей вращения, отверстий, плоских поверхностей и др.

Основные виды шлифования – предварительное, чистовое, тонкое.

Инструмент: шлифовальные круги, включая алмазные.

Хонингование обеспечивает высокую степень чистоты и качества обработки отверстий. Хонингованием удаляют слой 0,01-0,20 мм зависимости от диаметра отверстия и предшествующей обработки.

Это достигается специальной головкой с равномерно раздвигающимися в радиальном направлении абразивными брусками.

Современный уровень развития техники больших мощностей, высоких скоростей, использование новейших технологий внесли качественные изменения в характер производства. В связи с этим кроме рассматриваемых выше на предприятиях используются электрохимические, электрофизические, плазменные, лазерные, радиационные и другие высокоэффективные методы обработки изделий.

Каждый из них имеет свои особенности в технологии обработки заготовок и требует изучения по соответствующей дисциплине.

Характеристика технологических процессов обработки заготовок.

Разработка технологических процессов производится для изготовления изделий, конструкции которых отработаны на технологичность. Стандарт 14.302-73 устанавливает четыре вида технологических процессов, в зависимости от количества изделий, охватываемых процессом:

- единичный;

- типовой;

- унифицированный;

- групповой.

Единичный вид процесса применяется для изготовления изделий одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.

Типовой применяется как рабочий технологический процесс для группы однотипных или разнотипных изделий, разрабатывается для условий типового представителя, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками.

Унифицированный – создается для группы изделий, характеризующихся общностью содержания и последовательности большинства технологических операций группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой – вид процесса состоит из комплекса групп технологических операций и представляет собой процесс обработки заготовок различной формы на специализированных рабочих местах в последовательности изготовления определенных групп изделий.

Каждый вид технологических процессов по своему назначению характеризуется как рабочий или перспективный.

Рабочий технологический процесс применяется для изготовления конкретного изделия, а перспективный – для разработки процессов при перевооружении производства.

В зависимости от степени детализации технологические процессы разделяются на:

- маршрутные;

- операционные;

- маршрутно-операционные.

Основная цель маршрутной технологии – дать общий план обработки заготовки, наметить содержание операций технологического процесса и выбрать тип оборудования.

Построение маршрутной технологии зависит от конструктивно-технологических особенностей детали и требований точности*, предъявляемой к ее основным, наиболее ответственным поверхностям. Для них выбираются методы обработки, назначается число и последовательность выполняемых переходов, определяется содержание операций.

Механическая обработка определяется по операциям, выделяется их число и последовательность обработки, выбирается оборудование и приспособления, назначаются методы и средства контроля.

По результатам этой работы заполняется маршрутная карта. В ней дается полное описание технологического процесса, включая все технологические операции, а также операции контроля и перемещение детали (изделия) в технологической последовательности ее изготовления с указанием данных об оборудовании, оснащения, материальных, нормативных и трудовых затрат (см. рис.1.4).

Операционная технология разрабатывается с учетом места каждой операции в маршрутной технологии.

Для проектирования операции предварительно должно быть известно какие поверхности и с какой точностью были обработаны на предшествующих операциях, а затем определяются какие поверхности и с какой точностью необходимо обрабатывать на данной операции.

При этом уточняется ее содержание, устанавливается последовательность и возможность совмещения переходов во времени, окончательно выбирается оборудование, инструменты и приспособления, назначаются режимы резания, определяется норма времени, устанавливаются настроечные размеры и составляется схема наладки.

Проектирование операции – задача многовариантная. Каждый вариант оценивается по производительности и себестоимости, обращается внимание на уменьшение штучного времени.

Норма времени сокращается уменьшением ее составляющих и совмещением времени выполнения нескольких технологических переходов. Основное время снижается в результате применения высокопроизводительных режущих инструментов и режимов резания, уменьшения припусков на обработку, а также числа рабочих переходов и переходов при обработке поверхностей.

Вспомогательное время сокращается уменьшением времени холостых ходов станка, рациональным построением процесса обработки, а также уменьшением времени на установку и снятие заготовок. Операционная технология позволяет выдать задание на конструирование специального оборудования, средств механизации и автоматизации, на разработку технологического оснащения и метрологического обеспечения процесса.

Пример заполненной операционной карты технологического процесса для механической обработки детали (операция «зенкерование отверстия» из вышеприведенной маршрутной карты) представлен на рис. 1.5.

В маршрутно-операционной карте определенным образом сочетаются оба указанные выше технологические процессы.

Общая характеристика технологического процесса сборки изделия.

Сборка – завершающая стадия производственного процесса изготовления изделия.

Начальным этапом сборочного процесса является составление технологических схем общей и узловой сборки (рис. 1.6).указанные схемы определяют маршруты сборки изделий, а затем схемы узловой сборки. Реализация процесса сборки осуществляется на основе сборочной маршрутной карты, в которой дается общий план операций технологического процесса сборки и содержатся данные для его выполнения. На основе маршрутных карт

Материал

Единица измерений

Масса детали

Заготовка

Единица нормирования

Норма расхода

Размер партии

Наименование, марка ГОСТ или ТУ

Твердость

Обозначение

Вид и обозначение

Профиль и размеры

Количество деталей

Масса

Круг калиброванный 26 (4) ГОСТ 7417-57 А 12 ГОСТ 1414-54

НВ 137

кг

0.142

пруток

Ø26 l = 3000

12,5

кг/1000 изд.

№ цеха

№ участка

№ операции

Наименование и содержание операции

Оборудование (наименование, обозначение и инвентарный номер)

Приспособление и инструмент (наименование и обозначение)

Коэффициент штучного времени

Кол. Рабочих

Профессия

Разряд работы

Обозначения

Расценка

Тшт

Расценка

Тарифной сетки

Вида нормы

Единицы нормир.

Тпз

Автоматная обработка

Шестишпиндельный автомат 1265-М № 1570

Цанга зажимная П-5-163 Цанга подающая П-5-161

автоматчик

олл.

Час/1000 шт.

0,13

1-52

12,7

15-20

20к

Зенкование отверстия

Вертикально-сверлильный станок НС – 12 № 1082

Приспособление П-01023 Сверло Р-01013

сверлильщик

олл.

Час/1000 шт.

0,3

0-31

3,43

3-10

30к

Контроль ОТК

Пробка НПОО №186 Скоба НСОО-215 калибр К8-56

контролер

олл.

Рис.1.4 Маршрутная карта.

Материал

Единица измерений

Масса детали

Заготовка

Наименование, марка, ГОСТ или ТУ

Обозначение

Наименование вида

Обозначение вида

Профиль и размеры, мм

Твердость

Количество деталей

Масса

Круг, калибр

26(4) ГОСТ 7417-54 А 12 ГОСТ 1414-54

кг

0.142

втулка

3701201-1

Ø 26; l = 52

НВ 137

0.142

Единица нормир.

Норма расхода

Размер партии

Номер участка

Номер операции

Оборудование

Коэффициент штучного времени

Кол. Рабочих

Кол. Обрабатываемых деталей

Профессия

Разряд работы

Тарифная сетка

Вид нормы

Единица нормир.

Тпз

Расценка

То

Тв

Тшт

Расценка

наименование

обозначение

Кг/1000

Вертикально-сверлильный станок

НС-12

Сверл.

олл.

Хр.

Час/ 1000

0,3

0,31

1,2

3,43

3-10

Приспособл.

Наименование

Приспособление

охлаждение

Обозначение

П-01023

№ перехода

Содержание перехода

№ позиции

инструмент

Расчет, размеры, мм

Режим обработки

наименование

обозначение

Диаметр, ширина

длина

t

s

n

v

i

To

Tв

Установить деталь в приспособление и закрепить

Зенковать фаску

Сверла

Р-01013

2,5

0,08

0,07

Снять деталь

Рабочий контроль:

Проверить наличие фаски

Визуально

Рис. 1.5 Операционная карта.

А.

изделие

Базовая деталь

Б.

Базовая деталь

Рис 1.6 Технологические схемы сборки:

А – общей; Б – узловой.

Составляются операционные карты, содержащие описание сборочных операций с расчленением их на переходы и с указанием режимов работы и расчетных норм. Как общая, так и узловая сборка начинается с установки базовой детали на стенд или в приспособление.

Технологический процесс состоит из ряда отдельных операций, среди которых основными являются операции соединения сопрягаемых элементов изделия.

Сборка изделий осуществляется либо в стационарных условиях, либо на поточных линиях. Для выполнения сборочных работ используются соответствующие инструменты и приспособления.

Содержание операций сборки устанавливается таким образом, чтобы на каждом рабочем месте выполнялась по возможности однородная по своему характеру и технологически законченная работа. Это способствует повышению уровня специализации сборщиков и производительности их труда.