Производственные и технологические процессы в машиностроении
Изготовление изделий на машиностроительных предприятиях осуществляется в результате производственного процесса.
Производственный процесс – это совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. Производственный процесс в машиностроении охватывает подготовку средств производства и организацию обслуживания рабочих мест; получение и хранение материалов и полуфабрикатов; все стадии изготовления деталей машин; сборку изделий; транспортирование материалов, заготовок, деталей, готовых изделий и их элементов; технический контроль на всех стадиях производства; упаковку готовой продукции и другие действия, связанные с изготовлением выпускаемых изделий.
Важнейшим этапом производственного процесса является технологическая подготовка производства (ТПП), основным элементом которой является технологический процесс (ТП).
Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и/или определению состояния предмета труда (заготовки или изделия). Различают ТП изготовления исходных заготовок, термической обработки, механической (и другой) обработки заготовок, сборки изделий.
В ТП изготовления заготовок происходит превращение материала в исходные заготовки деталей машин заданных размеров и конфигурации различными методами. В процессе термической обработки происходят структурные превращения материала заготовок, изменяющие его свойства. При механической обработке происходит последовательное изменение состояния исходной заготовки (ее геометрических форм, размеров и количества поверхностей) до получения готовой детали. ТП сборки связан с образованием разъемных и неразъемных соединений составных частей изделий.
Для осуществления любого ТП необходимо применение совокупности орудий производства, называемых средствами технологического оснащения (СТО) – это технологическое оборудование (литейные машины, прессы, металлорежущие станки, печи, испытательные стенды и т. д.) и технологическая оснастка (режущие инструменты, приспособления, штампы, мерители и т. д.).
ТП выполняют на рабочих местах. Рабочее место – участок производственной площади, оборудованный в соответствии с выполняемой нанем работой.
Технологической операцией называют законченную часть ТП, выполняемую на одном рабочем месте. Операция охватывает все действия СТО и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми или собираемыми объектами производства. При обработке на станках операция включает все действия рабочего, а также автоматические действия станка до момента снятия заготовки со станка и перехода к обработке другой заготовки.
Кроме технологических различают и вспомогательные операции: транспортирование, контроль, маркирование и др.
При выполнении ТП на предприятии заготовка или сборочная единица последовательно проходит по цехам и производственным участкам в соответствии с выполняемыми операциями. Указанную последовательность называют технологическим маршрутом, который может быть внутрицеховым и межцеховым.
Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же СТО при постоянных технологических режимах (t, s, п и др.). Технологические переходы могут быть простыми (обработка одним инструментом) или сложными (в работе одновременно участвуют несколько инструментов).
При обработке заготовок на станках с ЧПУ несколько поверхностей могут последовательно обрабатываться одним инструментом. В этом случае говорят, что указанная совокупность поверхностей обрабатывается в результате выполнения инструментального перехода.
Вспомогательный переход – это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и/или оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода (установка и закрепление заготовки, смена инструмента, изменение режимов обработки и др.).
Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности или свойств заготовки.
Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или сборочной единицы.
Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижных частей оборудования для выполнения определенной части операции. Смена позиций, выполняемая с помощью поворотных устройств и устройств линейных перемещений возможна, например, в технологических операциях, осуществляемых на оборудовании револьверного типа, агрегатных станках, автоматических линиях и т. д.
Рабочий прием – ручное действие рабочего по обслуживанию станка или агрегата, обеспечивающего выполнение технологического перехода или его части. Так, при выполнении вспомогательного перехода установки заготовки в приспособление необходимо последовательно выполнить следующие приемы: взять заготовку из тары, установить в приспособление и закрепить в нем.
Изготовление изделий машиностроения может быть осуществлено на основе единичного, типового или группового ТП. Единичный ТП проектируется и применяется для изготовления деталей одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.
Типовой ТП характеризуется единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий с общими конструктивными признаками. Типовой ТП используется либо как информационная основа при разработке рабочего ТП, либо как рабочий ТП при наличии всей необходимой информации для изготовления детали.
Групповой ТП используется для совместного изготовления или ремонта группы изделий различной конфигурации в конкретных условиях производства на специализированных рабочих местах. Принципиальное различие между типовыми и групповыми процессами заключается в следующем: типовая технология характеризуется общностью технологического маршрута, а групповая – общностью оборудования и оснастки, необходимых для выполнения определенной операции или полного изготовления детали.
По степени детализации ТП подразделяются на маршрутные, операционные и маршрутно-операционные.
В маршрутном ТП содержание операций излагается без указания переходов и режимов обработки.
Операционный ТП – это технологический процесс, выполняемый по документации, в которой содержание операций излагается с указанием переходов и режимов обработки.
Маршрутно-операционный ТП – это технологический процесс, выполняемый по документации, в которой содержание отдельных операций излагается без указания переходов и режимов обработки.
Анализ существующих и проектирование новых ТП должны выполняться с учетом типа организации производства, в которых они осуществляются. Различают три основных типа машиностроительного производства: массовое, серийное и единичное. В некоторых случаях серийное производство подразделяют на крупносерийное, среднесерийное и мелкосерийное. Основными факторами, определяющими тип организации производства в цехе, на участке, являются номенклатура изделий, программа выпуска и трудоемкость изготовления деталей.
Тип действующего производства определяется коэффициентом закрепления операций
, (1.1)
где О– число различных операций за один месяц;
Р – число рабочих мест, на которых выполняются различные операции.
Для массового производства . Для крупносерийного производства, для среднесерийного, для мелкосерийного . Для единичного производства не регламентируется.
При проектировании процессов изготовления изделий серийность производства определяется по коэффициенту серийности
, (1.2)
где –такт выпуска изделий;
– среднее штучное время по операциям.
Такт выпуска – интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, рассчитывается по формуле
, (1.3)
где – действительный годовой фонд времени работы оборудования за одну смену в часах;
т – количество смен работы оборудования за сутки;
N – годовая программа выпуска изделий, шт.
Для нахождения tш.ср. необходимо либо выполнить нормирование по укрупненным нормам, либо использовать данные по трудоемкости существующей на производстве аналогичной детали.
Среднее штучное время рассчитывается по формуле
, (1.4)
где tш.i – штучное время i-й операции изготовления детали;
п – число основных операций в маршруте.
По значению Кс, рассчитанному по формуле (1.2), можно принять решение о типе производства. При Кс ≤ 1 – массовое производство, 1 < Кс ≤ 10 – крупносерийное, 10 < Кс ≤ 20 – среднесерийное, 20 < Кс ≤ 50 – мелкосерийное, Кс > 50 – единичное производство.
Серийность производства оказывает существенное влияние на технологическую подготовку выпуска изделий.
В машиностроении применяют два метода работы: поточный и непоточный. Поточное производство характеризуется расположением СТО в последовательности выполнения операций ТП и определенным интервалом выпуска изделий (такта выпуска). В общем случае условием организации потока является кратность времени выполнения каждой операции такту выпуска, т.е. tш.i/τв = К (К = 1,2,3,...). Приведение длительности операций к указанному условию называют синхронизацией.
Производительность труда, соответствующая выделенному производственному участку (линии, цеху), определяется ритмом выпуска. Ритм выпуска – количество изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемое в единицу времени. Обеспечение заданного ритма выпуска изделий при поточном методе работы в массовом и крупносерийном производстве является важнейшей задачей при проектировании ТП.
Организация производства по поточному методу обеспечивает повышение производительности труда, уменьшение производственного цикла и объема незавершенного производства, предусматривает применение высокопроизводительного оборудования и комплексной автоматизации изготовления деталей, включая термическую обработку, нанесение покрытий, мойку, контроль и т. п.
В серийном производстве заготовки перемещаются по рабочим местам партиями. Партией называют количество заготовок или деталей одного наименования и типоразмера, которые запускаются в производство или подаются на сборку.
Величина оптимальной партии рассчитывается по формуле
n = NК/Ф, (1.5)
где N – годовая программа с запчастями, шт;
К – число дней, на которые необходимо иметь запас деталей наскладе (2...10 дней);
Ф –число рабочих дней в году.
Станок, закончивший обработку партии заготовок переналаживают на другую операцию. Величина партии деталей зависит от номенклатуры изделий, от годовой программы, от срока заказа, длительности обработки и сборки, сложности, наличия материалов и других факторов. С учетом этих факторов расчетная величина партии может быть принята другой.
В серийном производстве для повышения загрузки оборудования применяют переменно-поточные (серийно-поточные) игрупповые линии. При переменно-поточной обработке за каждым станком линии закреплено выполнение нескольких операций для технологично и конструктивно однотипных деталей, которые обрабатывают попеременно. Приспособления переменно-поточных линий конструируют так, чтобы в них можно былоустанавливать всю закрепленную группу заготовок.
В групповых поточных линиях каждый станок выполняет операции разных технологических маршрутов. При переходе к обработке следующих деталей производится подналадка станка (смена цанги, фиксатора, сверла и т. п.), что дает возможность обрабатывать однотипные поверхности у группы заготовок.
Возможность использования поточного метода работы определяют коэффициентом поточности КП – сопоставлением среднего штучного времени tш.ср. для основных операций с тактом выпуска деталей τв:
. (1.6)
При коэффициенте поточности КП > 0,6 принимают поточный метод работы.
Непоточный метод производства характеризуется изготовлением деталей партиями на каждой операции; обрабатывающее оборудование устанавливается в цехе группами по типам станков (токарные, фрезерные, шлифовальные и т. д.); изделия собирают на стационарных приспособлениях. При непоточном методе производства требуется создание заделов, что удлиняет цикл производства.
Цикл производства – это период времени от начала до конца выполнения какого-либо повторяющегося технологического или производственного процесса. Сокращение цикла производства уменьшает межоперационные заделы, незавершенное производство и оборотные фонды, а оборачиваемость вложенных в производство средств значительно повышается.
Понятие «серия» касается количества машин, которые запускаются в производство одновременно или непрерывно в течение определенного интервала времени.
Важным принципом разработки технологического маршрута прохождения деталей по цехам завода служит принцип возможно большего сокращения технологического маршрута при наименьшем пробеге деталей между цехами.
Схема связей цехов завода средней величины показана на рис. 1.1 [10].
Как видно из схемы (рис. 1.1), по пути в сборочный цех заготовки и детали могут делать двойные пробеги между цехами. Проектируя последовательность обработки отдельных деталей внутри цеха, следует позаботиться о наименьшем пробеге деталей между операциями.
Структура механосборочного производства зависит от конструктивных и технологических особенностей изделий, типа производства и ряда других факторов. Изделия, выпускаемые заводами, распределяют по цехам по предметному, технологическому или смешанному признаку.
При организации цехов по предметному признаку за каждым из них закрепляют все детали определенного узла или изделия и их сборку. В этом случае все цеха являются механосборочными и включают механические и сборочные отделения (участки). При наличии нескольких механосборочных цехов, изготавливающих отдельные узлы, на заводе предусматривают цех общей сборки выпускаемых машин. Такая организация цехов характерна, как правило, для массового и крупносерийного типов производства.
При организации цехов по технологическому признаку детали разныхмашин и узлов группируют по сходному ТП. Такая форма организации характерна для единичного и серийного типов производства, так как здесь обычно не удается загрузить полностью оборудование деталями одного изделия. В цехах обрабатывают сходные детали независимо от того, к какому узлу или машине они относятся. Механообрабатывающее производство в этом случае разделяют на цехи по типу деталей и однородности ТП (например, цехи корпусных деталей, валов, зубчатых колес, метизов и т. д.). Сборочный цех выделяют в самостоятельный цех, в который поступают детали из различных цехов.
Организация цехов по смешанному признаку обычно встречается в серийном производстве при большой номенклатуре изделий. В этом случае для изготовления некоторых изделий цехи организуют по предметному признаку (например, цехи редукторов, электродвигателей, пылесосов и т. д.), а для остальной части изделий – по технологическому признаку.
Изготовление стандартных деталей обычно выделяют в отдельные цехи независимо от принятой схемы организации производства.
Унификация и стандартизация изделий машиностроения способствует специализации производства, сужению номенклатуры изделий и увеличению их выпуска, а это в свою очередь позволяет шире применять поточные методы и автоматизацию производства.
Yandex.RTB R-A-252273-3- И.С. Цехмистро Теоретические основы технологии производства деталей и сборки машин Учебное пособие
- Введение
- Производственно-технологические и размерные связи в процессе изготовлениямашины
- Машина – объект машиностроительного производства
- Производственные и технологические процессы в машиностроении
- Технико-экономические показатели технологических процессов
- Технологичность конструкций машин
- Общие понятия о технологичности конструкций
- Технологические требования к конструкции машин при их сборке
- Технологические требования к конструкции деталей машин
- Точность изделий машиностроения
- Показатели точности изделий
- Погрешности, возникающие в процессе изготовления деталей и сборки машин
- Анализ точности изделий методами математической статистики
- Базирование и базы в машиностроении
- Базы и опорные точки
- Классификация баз
- Технологические базы
- Погрешности установки заготовок
- Технологические размерные цепи
- Виды размерных цепей
- Методы достижения точности замыкающего звена
- Примеры выявления и решения технологических размерных цепей
- Вопросы для самопроверки знаний раздела 1
- Достижение необходимой точности и качества поверхностей деталей в процессе их изготовления
- Достижение необходимой точности деталей в процессе их изготовления
- Способы и этапы достижения точности деталей
- Погрешности оборудования
- Погрешности настройки системы спид
- Погрешности, вызванные упругими деформациями технологической системы
- Погрешности, возникающие в результате размерного износа режущих инструментов
- Погрешности, возникающие в результате температурных деформаций технологической системыи внутренних напряжений в материале заготовок
- Суммарная погрешность механической обработки
- Управление точностью обработки
- Качество поверхности и технологические методы повышения эксплутационных свойств деталей машин
- Основные параметры качества поверхности деталей
- Влияние методов и режимов обработки на параметры качества поверхности
- Методы измерения и оценки качества поверхности
- Влияние качества поверхности на эксплуатационныесвойства деталей машин
- Технологические методы повышения эксплуатационных свойств деталей машин
- Допуски и припуски на обработку заготовок
- Операционные допуски и правила их выбора
- Припуски на обработку при изготовлении деталей машин
- Вопросы для самопроверки знаний раздела 2.
- Основы проектирования технологических процессов изготовления машин
- Исходная информация и последовательность проектирования технологических процессов изготовления машин
- Технологическая подготовка производства машин
- Исходная информация для проектирования технологических процессов
- Последовательность проектирования технологических процессов
- Технологическая документация
- Проектирование технологических процессов изготовления деталей
- Анализ исходной информации и выбор метода получения заготовки
- Составление планов обработки основных поверхностей и маршрута технологического процесса изготовления детали
- Проектирование операций технологического процесса обработки заготовок
- Проектирование технологических процессов сборки машин
- Структура и содержание технологического процесса сборки
- Организационные формы сборки
- Определение последовательности и содержания сборочных операций
- Проектирование типовых и групповых технологических процессов
- Проектирование типовых технологических процессов
- Проектирование групповых технологических процессов
- Проектирование технологических процессов для автоматизированного производства
- Проектирование технологических операций для автоматов и полуавтоматов
- Проектирование технологических операций для агрегатных станков
- Проектирование технологических процессов изготовления деталей на автоматических линиях
- Проектирование технологических процессов для станков с программным управлением
- Технологические возможности станков с программным управлением
- Системы программного управления станками
- Системы координат и способы отсчета перемещений
- Технологическая подготовка обработки заготовок на станках с чпу
- Кодирование технологической информации и запись ее на программоноситель
- Технологические особенности обработки заготовок на сверлильных и фрезерных станках с чпу
- Технологические особенности обработки заготовок на многоцелевых станках
- Технологическая подготовка гибких производственных систем
- Основные принципы модульной технологии
- Автоматизированное проектирование технологических процессов (аптп)
- Экономическая оценка вариантов технологического процесса
- Вопросы для самопроверки знаний раздела 3
- Список литературы
- Оглавление
- 1. Производственно-технологические и размерные связи в процессе изготовления машины 4
- 2. Достижение необходимой точности и качества поверхностей деталей в процессе их изготовления 88
- 3. Основы проектирования технологических процессов изготовления машин 139