Тема №8 Технологічний процес машинобудівного виробництва його структура і види

План теми:

Структура технологічного процесу

Характеристики і види машинобудівного виробництва

8.1. Структура технологічного процесу

Технологічний процес являє собою сукупність різних операцій, у результаті виконання яких змінюються розміри, форма, властивості предметів праці, виконується з'єднання деталей у складальні одиниці і вироби, здійснюється контроль вимог креслення і технічних умов.

Технологічною операцією називають закінчену частину технологічного процесу, виконувану на одному робочому місці. Вона є основним елементом виробничого планування й обліку. На виконання операцій установлюють норми часу і розцінки. По операціях визначають трудомісткість і собівартість процесу, необхідна кількість виробничих робітників і засобів технологічного оснащення.

ГОСТ 3.1109—82 визначені основні елементи технологічних операцій. Назва операції визначається найменуванням устаткування (токарна операція, зварювальна операція і т.д.)

Технологічний перехід - закінчена частина технологічної операції, виконувана тими самими засобами технологічного оснащення при постійних технологічних режимах і встановленні. При виконанні переходу режими роботи іноді змінюються без впливу робітника, тобто автоматично, наприклад при виконанні переходу на верстатах із програмним чи з адаптивним керуванням. (Наприклад: обробити площину корпусу, зварити дві деталі встик і т.д.), Переходи можуть виконуватися шляхом видалення одного чи декількох шарів матеріалу за один чи кілька робочих ходів.

Однократне переміщення інструмента щодо заготовки, що супроводжується зміною її розмірів, якості і властивостей, є закінченою частиною технологічного переходу і визначається, як робочий хід.

Однократне ж переміщення інструмента щодо заготовки, необхідний для підготовки робочого ходу, являє собою допоміжний хід. (Наприклад: підвести інструмент до деталі, відвести інструмент)

Усі дії робітника, виконувані ним при виконанні технологічного переходу, розділяються на окремі прийоми. Прийомом називають закінчену сукупність дій людини, застосовуваних при виконанні переходу чи його частини й об'єднаних одним цільовим призначенням. Наприклад: взяти заготовку, підвести до патрону, встановити заготовку, включити подачу і т.п.

Закріплення заготовок, зміну інструмента й інші закінчені частини технологічної операції, що складаються з дій людини і (чи) устаткування і не супроводжуються зміною властивостей предметів праці, але необхідні для технологічного переходу, називають допоміжними переходами.

Установом називається частина технологічної операції, виконувана при незмінному закріпленні заготовки чи складальної одиниці. При одному установі заготовка може займати різні позиції. Позиції — це фіксоване положення, займане незмінно закріпленою заготовкою і складальною одиницею, що збирається, разом із пристосуванням щодо інструмента чи нерухомої частини устаткування при виконанні визначеної частини операції.

Налагодженням називають підготовку технологічного устаткування і технологічного оснащення до виконання технологічної операції. До налагодження відноситься установка пристосування на верстаті, встановлення на розмір комплекту ріжучого інструмента, і т.д. Сукупність знарядь виробництва, необхідних для здійснення технологічного процесу, називається засобами технологічного оснащення.

Технологічне устаткування — це засоби технологічного оснащення, у яких для виконання певної частини технологічного процесу розміщають матеріали заготовки чи засоби впливу на них, а також технологічне оснащення (прикладами технологічного устаткування є ливарні машини, преси, металорізальні верстати, печі, гальванічні ванни, випробувальні стенди і т.п.).

У технологічне оснащення включаються засоби технологічного оснащення, що доповнюють технологічне устаткування для виконання визначеної частини технологічного процесу (різальний інструмент, штампи, пристосування, калібри, прес-форми, моделі, ливарні форми і т.д.).

8.2. Характеристики і види машинобудівного виробництва

Виробництво товарної продукції відноситься до основного виробництва. Для нормального забезпечення функціонування основного виробництва передбачається допоміжне виробництво. Різне технологічне оснащення, що використовується в процесі основного виробництва, виготовляється в інструментальному виробництві. Будь-яке виробництво характеризується рядом показників:

Обсяг випуску продукції характеризується числом виробів певних найменувань, типорозмірів і виконань, виготовлених чи ремонтованих підприємством чи його підрозділом протягом планованого періоду часу.

Програма випуску - установлений для даного підприємства перелік виготовлених чи ремонтованих виробів із вказівкою обсягу випуску по кожному найменуванню на планований період.

Виробничу партію складають предмети праці одного найменування і типорозміру, що запускаються в обробку протягом визначеного інтервалу часу, при тому самому підготовчо-заключному часі на операції.

Інтервал часу від початку до закінчення виробничого процесу виготовлення чи ремонту виробу називають виробничим циклом.

До серії виробів відносяться усі вироби, виготовлені за конструкторською і технологічною документацією без зміни її позначення.

У залежності від номенклатури, регулярності, стабільності й обсягу випуску продукції розрізняють три типи виробництва: одиничне, серійне, масове (ГОСТ 14.004—83).

Однією з основних характеристик типу виробництва є коефіцієнт закріплення операцій — відношення числа всіх різних технологічних операцій, виконаних чи підлягаючих виконанню протягом місяця, до числа робочих місць в даному структурному підрозділі:

, (8.1)

Де О — число різних операцій; Р — число робочих місць, на яких виконуються різні операції.

Слід зазначити, що на одному підприємстві і навіть в одному цеху можна зустріти сполучення різних типів виробництва. Тому, тип виробництва заводу чи цеху в цілому визначається за ознакою переважного характеру технологічних процесів.

Одиничне виробництво характеризується малим обсягом випуску однакових виробів, повторне виготовлення яких, як правило, не передбачається.

На робочих місцях в одиничному виробництві виконують різноманітні операції без їхнього періодичного повторення на універсальному технологічному устаткуванні з використанням універсального, уніфікованого і стандартного технологічного оснащення (лещата для кріплення деталей, косинці, прихвати і т.п.; стандартні різці, свердла, фрези і т.п.; універсальні вимірювальні засоби: штангенінструмент, мікрометри, нутроміри і т.п.).

Спеціальне технологічне оснащення застосовують лише у виняткових випадках, коли без нього виготовлення деталей неможливо. Універсальність виконання робіт вимагає високої кваліфікації робітників.

Серійне виробництво характеризується виготовленням чи ремонтом виробів періодично повторюваними партіями. У залежності від числа виробів у партії чи серії і значення коефіцієнта закріплення операцій розрізняють дрібно-, середньо- і крупносерійне виробництво (ГОСТ 3.1121—84).

Прийнято:

20 < Кз.о < 40 — дрібносерійне виробництво;

10 < Кз.о < 20 - средньосерійне виробництво;

1 < Кз.о <10 -крупносерійне виробництво.

Серійне виробництво є основним типом машинобудівного виробництва. Приблизно 80% усієї продукції машинобудування країн світу виготовляється на заводах серійного виробництва (виробництво верстатів, пресів, деревообробних верстатів, текстильних машин, насосів, вентиляторів і т.д.). У серійному виробництві машини виготовляють серіями, а заготовки обробляють партіями.

У серійному виробництві процес виготовлення деталей побудований за принципом диференціації операцій. Окремі операції закріплені за визначеним робочим місцем. Тому виробництво цього типу характеризується необхідністю переналагодження технологічного устаткування при переході на виготовлення деталей іншої партії. Для виконання різних операцій використовують універсальні металорізальні верстати, оснащені як універсальними, так і універсально-збірними і спеціальними пристосуваннями. Знаходять застосування також спеціалізовані, спеціальні автоматизовані, агрегатні верстати. Досить широко використовують верстати з числовим програмним керуванням, у тому числі багатоцільові; одержують поширення гнучкі виробничі системи. Доцільне застосування спеціального різального інструмента, а також застосування спеціальних мірних інструментів і вимірювальних приладів.

При необхідності вибір технологічного устаткування й оснащення повинний бути обґрунтований відповідними техніко-економічними розрахунками. Устаткування може бути розташоване за груповою ознакою чи у вигляді потоку (у крупносерійному виробництві).

У серійному виробництві середня кваліфікація робітників нижча, ніж в одиничному виробництві.

Масове виробництво характеризується великим обсягом випуску виробів, що безперервно виготовляються чи ремонтуються тривалий час, протягом якого на більшості робочих місць виконується одна робоча операція. Для масового виробництва, як правило, Кз.о = 1.

У масовому виробництві застосовують високопродуктивне устаткування: спеціальні, спеціалізовані й агрегатні верстати, верстати для безперервної обробки, багатошпиндельні автомати і напівавтомати, автоматизовані виробничі системи, керовані від ЕОМ, автоматичні лінії. Знаходять також обмежене застосування верстати з ЧПК. Широко застосовується багатолезовий і спеціальний різальний інструмент, швидкодіючі, автоматичні і механізовані пристосування, вимірювальні інструменти і прилади. Для технологічних процесів характерний високий рівень використання засобів автоматизації і комплексної механізації. Типовим прикладом масового виробництва є підприємства, на яких виготовляються автомобілі, трактори, мотоцикли, підшипники кочення, велосипеди, швейні машини і т.д.

У крупносерійному і масовому виробництві широко застосовують потокову організацію виробництва. Вона характеризується розташуванням засобів технологічного оснащення в послідовності виконання операцій технологічного процесу з визначеним інтервалом випуску виробів.

Основним елементом потокового виробництва є потокова лінія, на якій розташовані робочі місця.

Для передачі предмета праці з одного робочого місця на інше застосовують спеціальні транспортні засоби.

При проектуванні технологічних процесів для потокового виробництва визначають такт випуску — інтервал часу, через який періодично виробляється (випускається) виріб чи заготівка визначених найменувань:

(8.2)

Де — дійсний фонд часу в планованому періоді (рік, місяць, доба, час);  — коефіцієнт, що враховує втрати з організаційно-технічних причин, втрати від переналагодження устаткування й ін.; N — виробнича програма на плановий період.

Існують дві форми організації потокового виробництва: безперервно-потокова і перервно-потокова (прямоточна).

У безперервно-потоковому виробництві робочі місця розташовують у порядку виконання технологічного процесу, утворюючи потокову лінію; кожна операція закріплена за визначеним робочим місцем. Предмет праці переміщається безупинно з одного робочого місця на інше, не затримуючись. Норми часу на виконання операцій повинні бути рівні чи кратні такту (ритму).

У перервно-потоковому виробництві робочі місця розташовують так само, як у безперервно-потоковому. Однак тривалість виконання різних операцій не дорівнює і не кратна такту (ритму). Тому, природно, рух предметів при виконанні деяких операцій відбувається перервно. Неминучі або залежування предметів праці, або простій робітників на місцях. Ці лінії організують у тих випадках, коли не вдається зробити синхронізацію операцій, тобто домогтися рівності чи кратності тривалості часу виконання операції.

Подальше вдосконалення потокового виробництва привело до створення автоматичних ліній, на яких всі операції виконують із установленим тактом на робочих місцях, оснащених автоматичним устаткуванням. Транспортування предметів праці на таких лініях здійснюється також автоматично.

Вищою формою розвитку автоматизованого виробництва є гнучкі виробничі системи (ГВС). Ці системи складаються із автоматизованих верстатів типу оброблюваних центрів, спеціальних транспортних засобів, керованих від ЕОМ, і автоматизованих складів. У цих виробництв перехід на випуск іншої продукції проходить шляхом зміни виду заготовки і комп’ютерних програм для її обробки.