книги / Основы технологии машиностроения. Методы обработки заготовок и технологические процессы изготовления типовых деталей машин

няется пригонка по месту. Квалификация рабочих очень вы- сокая, так как от нее в значительной мере зависит качество продукции. Технологическая документация сокращенная и упрощенная, технические нормы отсутствуют, применяет- ся опытно-статистическое нормирование труда.

Массовое производство характеризуется малой но- менклатурой и большим объемом выпуска деталей (изде- лий), непрерывно изготавливаемых в течение продолжи- тельного времени.

Коэффициент закрепления операций для массового производства равен единице, то есть на каждом рабочем месте закрепляется выполнение одной постоянно повто- ряющейся операции. При этом используют специальное вы- сокопроизводительное оборудование, которое расставляют по поточному принципу (то есть по ходу технологического процесса) и во многих случаях связывают транспортирую- щими устройствами и конвейерами с постами промежуточ- ного автоматического контроля, а также промежуточными складами-накопителями заготовок, снабженными автомати- ческими перегружателями (роботами-манипуляторами); по- следние обеспечивают смену заготовок на отдельных рабо- чих местах и пунктах контроля. В массовом производстве используют высокопроизводительные многошпиндельные станки автоматы и полуавтоматы, станки с ЧПУ и обрабаты- вающие центры, а также широко применяют автоматические линии и автоматизированные производственные системы. Значительное применение находят высокопроизводительная специальная технологическая оснастка, специальные режу- щие и мерительные инструменты. Широко используют точ- ные индивидуальные исходные заготовки с минимальными припусками на механическую обработку (точное литье, штамповка, прессование, калибровка, чеканка и т.п.).

Требуемая точность достигается методами автомати- ческого получения размеров на настроенных станках при

21

обеспечении полной взаимозаменяемости обрабатываемых заготовок и собираемых узлов. Только в отдельных случаях применяется селективная сборка, обеспечивающая группо- вую взаимозаменяемость.

Квалификация основных рабочих – низкая. На на- строенных станках работают рабочие-операторы. Одновре- менно в цехах работают высококвалифицированные рабо- чие – наладчики станков, специалисты по электронной тех- нике, пневматической и гидравлической автоматике.

Технологическая документация массового производ- ства разрабатывается самым детальным образом, техниче- ские нормы тщательно рассчитываются и периодически экс- периментально проверяются и корректируются (как правило, в сторону ужесточения).

Серийное производство характеризуется ограничен- ной номенклатурой деталей (изделий), изготавливаемых периодически повторяющимися производственными пар- тиями (производственная партия – это группа заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обра- ботку одновременно или непрерывно в течение определен- ного интервала времени), и сравнительно большим объе- мом выпуска.

В зависимости от количества заготовок в производст- венной партии и значения коэффициента закрепления опе- раций различают мелкосерийное, среднесерийное (серий- ное) и крупносерийное производство.

Коэффициент закрепления операций Кз.о определяет- ся по формуле

Ко.з = t tшт. i

где tшт. i – среднее время на выполнение наиболее характер- ной операции, мин; t – такт выпуска, мин.

22

Такт выпуска определяется по формуле

где F – годовой фонд времени работы станка, ч; Fдн – го- довой фонд времени работы станка, день; ксм – коэффици- ент сменности; tсм – продолжительность рабочей смены, ч; N – годовая программа, шт. При крупносерийном произ- водстве 2 < К з.о < 10; при среднесерийном производстве 10 < К з.о < 20; при мелкосерийном производстве 20 < К з.о < 40.

Размер производственной партии может быть опре- делен по формуле

n = Na ,

Fдн

где n – количество заготовок в производственной партии, шт.; N – годовая программа, шт.; a – запас заготовок в це- ховом складе (крупные заготовки – 1–2 дня; средние заго- товки – 3–7 дней; мелкие заготовки – 8–10 дней).

Серийное производство является основным типом со- временного машиностроительного производства. По своим технологическим и производственным характеристикам се- рийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством (крупносе- рийное производство при Кз.о = 2,0 приближается к массово- му производству, а мелкосерийное при Кз.о ≥ 35 – к единич- ному). Объем выпуска предприятий серийного производства колеблется от десятков и сотен до тысяч регулярно повто- ряющихся деталей (изделий). Используется универсальное, специализированное и частично – специальное оборудова- ние. Широко используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и гибкие автоматизированные системы станков

23

с ЧПУ, связанные транспортирующими устройствами. Обо- рудование расставляется по технологическим группам с уче- том направления основных грузопотоков цеха по предметно- замкнутым участкам. Кроме того, используются перенала- живаемые автоматические линии. Технологическая оснастка в основном универсальная. Однако для крупносерийного производства создается высокопроизводительная специаль- ная оснастка; при этом целесообразность ее создания должна быть предварительно обоснована технико-экономическим расчетом. Большое распространение имеет универсально- сборная, переналаживаемая технологическая оснастка, по- зволяющая существенно повысить коэффициент оснащенно- сти серийного производства. В качестве исходных заготовок используется горячий и холоднокатаный прокат, литье в землю, литье под давлением, точное литье, поковки и точ- ные штамповки, целесообразность применения которых обосновывается технико-экономическими расчетами. Тре- буемая точность обеспечивается как методами автоматиче- ского получения размеров, так и методами пробных прохо- дов и промеров с частичным применением разметки.

Средняя квалификация рабочих выше, чем в массо- вом, но ниже, чем в единичном производстве. Наряду с ра- бочими высокой квалификации, работающими наладчика- ми и рабочими-универсалами на универсальных станках, используются рабочие-операторы, работающие на настро- енных станках.

В зависимости от объема выпуска и особенностей де- талей (изделий) обеспечивается полная взаимозаменяе- мость, неполная, групповая, взаимозаменяемость сбороч- ных единиц, однако в ряде случаев на сборке применяется компенсация размеров и пригонка по месту.

Технологическая документация и техническое нор- мирование подробно разрабатываются в крупносерийном

24

и среднесерийном производстве для механической обработ- ки сложных и ответственных заготовок при одновременном применении в мелкосерийном производстве упрощенной документации и опытно-статистического нормирования.

Взависимости от размеров партий выпускаемых дета- лей (изделий) характер технологических процессов серийно- го производства может изменяться в широких пределах.

Правильное определение характера проектируемого техно- логического процесса и степени его технической оснащенно- сти, наиболее рациональных для условий конкретного серий- ного производства, является сложной задачей, требующей от технолога понимания реальной производственной об- становки, перспектив развития предприятия и умения про- водить технико-экономические расчеты и анализы.

1.3.Классификация технологических процессов

иструктура операций

1.3.1.Виды технологических процессов

Взависимости от условий производства и назначения проектируемого технологического процесса применяют следующие виды технологических процессов.

Единичный технологический процесс – это технологи-

ческий процесс изготовления деталей одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.

Унифицированный технологический процесс – это технологический процесс, относящийся к группе изделий (деталей, сборочных единиц), характеризующихся общно- стью конструктивных и технологических признаков.

Унифицированные технологические процессы под- разделяют на типовые и групповые.

Типовой технологический процесс – это технологиче-

ский процесс изготовления группы изделий с общими кон- структивными и технологическими признаками.

25

Типовой технологический процесс характеризуется общностью содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы таких изделий.

Этот технологический процесс применяется как ин- формационная основа при разработке рабочего технологи- ческого процесса и как рабочий технологический процесс при наличии всей необходимой информации для изготов- ления детали, а также служит базой для разработки стан- дартов на типовые технологические процессы.

Групповой технологический процесс – это технологи-

ческий процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими призна- ками. Иными словами, групповой технологический процесс представляет собой процесс обработки заготовок различ- ной конфигурации, состоящий из комплекса групповых технологических операций, выполняемых на специализи- рованных рабочих местах в последовательности, указанной в технологическом маршруте изготовления определенной группы изделий. При этом под специализированным рабо- чим местом понимается рабочее место, которое предназна- чено для изготовления или ремонта одного изделия или группы изделий при общей наладке и отдельных подналад- ках в течение длительного интервала времени. Групповой процесс может состоять из одной групповой операции, ко- торая характеризуется общностью используемого оборудо- вания, технологической оснастки и наладки (при допуще- нии незначительной подналадки средств технического ос- нащения). Групповые технологические процессы могут раз- рабатываться для всех типов производства только на уровне отдельного предприятия.

Перспективный технологический процесс – это тех-

нологический процесс, соответствующий современным

26

достижениям науки и техники, методы и средства реализа- ции которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии.

Рабочий технологический процесс – это технологиче-

ский процесс, выполняемый по рабочей технологической и (или) конструкторской документации. Рабочий техноло- гический процесс разрабатывают только на уровне пред- приятия и применяют для изготовления или ремонта кон- кретного предмета производства.

Проектный технологический процесс – это техноло-

гический процесс, выполняемый по предварительному про- екту технологической документации.

Временный технологический процесс – это техноло-

гический процесс, применяемый на предприятии в течение ограниченного периода времени из-за отсутствия надлежа- щего оборудования или в связи с аварией до замены более совершенным.

Стандартный технологический процесс – это техно-

логический процесс, установленный стандартом (ГОСТ – межгосударственные стандарты, ГОСТ Р – стандарты РФ, СТП – стандарты организаций и предприятий). Под стан- дартным технологическим процессом понимается техноло- гический процесс, выполняемый по рабочей технологиче- ской и (или) конструкторской документации, оформленный стандартом и относящийся к конкретному оборудованию, режимам обработки и технологической оснастке.

Комплексный технологический процесс – это техноло-

гический процесс, в состав которого включаются не только технологические операции, но и операции перемещения, контроля и очистки обрабатываемых заготовок по ходу тех- нологического процесса.

27

1.3.2. Оформление документации технологических процессов

Технологические процессы оформляются на соответ- ствующих бланках технологических документов (титуль- ный лист, ведомость технологических документов, мар- шрутная карта, операционная карта, карта эскизов, ведо- мость оснастки), степень подробности заполнения которых устанавливается в зависимости от типа производства. Фор- мы документов установлены стандартами ЕСТД – единой системы технологической документации.

Маршрутный технологический процесс состоит из со-

кращенного описания технологических операций в мар- шрутной карте, расположенных по порядку их выполнения, без указания переходов и технологических режимов. Обыч- но используется в единичном производстве.

Операционный технологический процесс состоит из описания всех технологических операций в последователь- ности их выполнения с указанием переходов и технологи- ческих режимов. Применяется в массовом, крупносерий- ном и серийном производстве, а для особо сложных дета- лей – в мелкосерийном и даже единичном производстве.

Маршрутно-операционный технологический процесс

состоит из сокращенного описания технологических опера- ций в маршрутной карте в последовательности их выпол- нения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах. Рекомендуется применять в мелкосерийном и опытном производствах.

Технологический процесс в зависимости от серийно- сти производства может быть построен по принципу кон- центрации (укрупнения) или дифференциации (раздробле- ния) операций.

Выбор комплекта форм документов технологическо-

го процесса производится в зависимости от типа производ-

28

ства и видов разрабатываемых и применяемых технологи- ческих процессов.

В соответствии с ГОСТ 3.1109–82 в технологической документации приняты описания технологического про- цесса (табл. 1.1).

Т а б л и ц а 1 . 1

Комплектность технологических документов в зависимости от типа производства и степени детализации описания технологического процесса

Примечание. М – маршрутное описание; МО – маршрутно- операционное описание; О – операционное описание; х – доку- мент обязательный; о – документ разрабатывается по усмотре- нию предприятия-разработчика.

29

1.3.3. Концентрация и дифференциация операций

Концентрацией операций называется соединение не- скольких простых технологических переходов в одну слож- ную операцию.

Технологический процесс, построенный по принципу концентрации операций, состоит из большого числа про- стых переходов, выполняемых на универсальных, агрегат- ных станках или обрабатывающих центрах.

Выбор степени концентрации технологического про- цесса осуществляется при назначении структуры операций, которая определяет возможность совместить во времени выполнение технологических и вспомогательных перехо- дов и соответствующее снижение трудоемкости операций.

При построении технологического процесса по прин- ципу концентрации операций возрастают требования к точ- ности и технологическим возможностям станков и ко ква- лификации рабочих.

Вусловиях единичного и мелкосерийного производ- ства обычно проектируются концентрированные опера- ции, выполняемые высококвалифицированными рабочими на универсальном оборудовании.

Вусловиях среднесерийного производства концентра- ция операций осуществляется на станках с ЧПУ и на перена- лаживаемых агрегатных станках и автоматах.

Вкрупносерийном и массовом производстве концен- трация операций применяется с использованием сложных многошпиндельных автоматов, обрабатывающих центров, автоматизированных производственных систем, состоящих из станков с ЧПУ и обрабатывающих центров с единым управлением от ЭВМ.

Дифференциацией операций называется построение операций из небольшого числа простых технологических переходов.

30