2.3 Структура технологического процесса

Технологический процесс имеет сложную структуру. Его составляющими являются операции, любую из которых рассматривают как отдельный технологический процесс.

Законченную часть технологического процесса, выполняемую на одном рабочем месте одним или несколькими рабочими, называют операцией.

Например, обтачивание вала, выполняемое последовательно сначала на одном конце, а потом после повтора, т. е. перестановки вала в центрах, без снятия его со станка, - на другом конце, является одной операцией.

Если же все заготовки (валы) данной партии обтачиваются сначала на одном конце, а потом на другом, то это составит две операции.

Во время обработки заготовки на токарном станке операция точения охватывает все действия рабочего (токаря) и движения узлов станка, которыевыполняются в процессе обработки поверхности заготовки к моменту снятия ее со станка и перехода к обработке другой заготовки. Некоторые трудоемкие операции выполняет группа работников (рабочих).

Названия операций происходят от способа обработки объекта. Например, во время механической обработки заготовок резанием операции называют так: точение, сверление, нарезание рези и т.п.

По операциям определяют трудоемкость технологического процесса, потребность в исполнителях, инструментах, оснащении и т.п.

Технологические операции разделяют на отдельные составляющие. Самый полный набор составляющих имеют технологические операции резания, к которым относится точение. Во время изготовления детали резанием на токарном станке составляющими операции точение является установление, технологический и вспомогательный переходы и т.п., их и рассмотрим.

1. Установом называют часть технологической операции, которую выполняют во время одного закрепления заготовки.

Операцию можно выполнить за одно или несколько установов. Например, вал имеет два торца. Отцентровать оба торца вала можно на одно- и двустороннем центровальном станке: на первом станке центрирование выполняют за два установления, а на второй - за одно. Установления разделяют на позиции.

Позицией называют определенное положение заготовки на станке относительно резального инструмента.

Например, заготовку обрабатывают на многошпиндельном токарном станке-автомате. При каждом повороте шпиндельного барабана заготовка занимает новую позицию.

2. Технологический переход– законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой, или режима работы станка.

При выполнении технологического перехода на станках с программным управлением режим работы иногда изменяется без вмешательства рабочего, то есть автоматически.

Технологический переход состоит из прохода (рабочего хода) и холостого хода.

а) Проходом называют законченную часть технологического перехода, в процессе выполнения которого инструмент один раз перемещается относительно заготовки и служит причиной изменения его формы, размеров и шероховатости поверхности.

Например, в процессе точения инструментом является резец, который перемещается относительно заготовки справа налево и срезает с нее пласт металла, тем самым придает ей новую форму, размер и шероховатость поверхности. Один переход может состоять из нескольких проходов.

б) Холостым ходом называют законченную часть технологического перехода, в процессе выполнения которого инструмент перемещается относительно заготовки, но не служит причиной изменения ее формы, размеров, шероховатости поверхности, но темне менее является необходимым для выполнения прохода.

Так, при точении резец после срезания пласта металла снова возвращается к начальному положению с целью выполнения следующего прохода.

3. Вспомогательный переход– законченная часть технологической операции, состоящая из действия человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхности, но необходимы для выполнения технологического перехода. Примерами вспомогательных переходов являются установка заготовки, смена инструмента и т. д.

Вспомогательные переходы очень разные. Они связаны с установлением заготовки, изменением инструмента, отладкой станка на необходимый режим работы, снятием обработанной заготовки и т.п. Например, сверление отверстия в вале состоит из таких вспомогательных переходов: взять вал и установить в устройство; закрепить вал; включить станок; подвести сверло к валу; включить подачу; выключить подачу; отвести шпиндель в исходное положение; остановить станок; освободить вал от устройства; взять вал и положить его на полку.

Каждый технологический процесс состоит из отдельных операций. Темне менее, следует помнить, что технологические операции не всегдабудут иметь полный набор представленных выше составляющих.

Составляющие технологической операции можно объединить в две группы.

К первой группе относится проход. Эта составляющая операции служитпричиной изменения формы, размеров, шероховатости поверхности или свойства обрабатываемого объекта.

Ко второй группе относятся те составляющие, которые таких изменений не выполняют. Это установление, холостой ход, вспомогательный переход и т.п.

Чем меньшее время выполнения составляющих операций, тем лучше результат производства, то есть лучшими будут технико-экономические показатели: большая производительность оснащения и меньшая себестоимость продукции.

Сократить затраты времени на выполнение составляющих операций можно двумя путями: внедрением механизации и автоматизации; изменением технологии изготовления продукции. Рассмотрим их вчастности.

1. Внедрение механизации и автоматизации. Сократить затраты времени на выполнение всех составляющих технологической операции можно введением дополнительных механизмов, которые ускоряют движение элементов оснащения, или заменой механизмов на более мощные. Эти мероприятия в большинстве случаев еще и высвобождают или облегчают работу рабочего, который принимает участие в выполнении технологического процесса. Например, внедрение в токарно-револьверном станке механизмов автоматического управления составляющими технологической операции, а также введение вспомогательных силовых механизмов для ускорения движений элементов обусловили переведение станка на автоматический режим работы, вследствие чего высвободился рабочий (токарь).

Внедрение дополнительных механизмов в оснащения обусловило увеличение массы оснащения в технологическом процессе, а соответственно выросла доля овеществленной работы в единице продукции. Доля затраченной живой работы в продукции уменьшилась. Увеличилась производительность живой работы за счет высвобождения работника из технологического процесса и сокращения промежутков времени между проходами.

2. Изменение технологии изготовления продукции. Для этого необходимо выучить свойства исследуемого объекта и использовать те, которые раньше не брались во внимание или были неизвестны. Этот путь требует денежных затрат на научно-исследовательские работы и внедрение полученных результатов в производство. Кроме того, он требует изменения технологического оснащения, но при этом не обязательно увеличится количество механизмов, их масса или возрастут затраты энергии, и как следствие увеличится стоимость продукции. Например, переход от обработки заготовок резанием к изготовлению их литьем, где используются литейные свойства сплавов, требует принципиально нового оборудования.

Используя соответствующие физико-механические свойства металлов и сплавов, порошковая металлургия дает возможность за короткое время изготовлять детали точной формы и размеров и значительно уменьшить отходы.

Экономический эффект, полученный от внедрения в производство результатов научно-исследовательских работ, послуживших причиной изменения технологии изготовления продукции, может превышать или равняться эффекту, полученному при внедрении механизации и автоматизации.