Технологические процессы на предприятии

Федеральное агентство по образванию Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет Кафедра «Технология машиностроения» Лекционный материал По предмету: «Технологические процессы на предпрпиятии» Составитель: ст.преп-ль Полянчикова Мария Юрьевна Волгоград, 2009 1 Редакция 05 – Январь_2020 Содержание Тема 1. Введение. Формы организации технологических поцессов Тема 2. Основные понятия и определения Тема 3. Изделие как объект эксплуатации. Служебное назначение изделия. Тема 4. Формирование качества изделия: геометрическая и размерная точность, точность взаимного расположения поверхностей Тема 5. Формирование качества изделия: качество поверхностного слоя Тема 6. Изделие как объект производства. Техико-экономические показатели изготовления изделия Тема 7. Виды технологических процессов затрат времени на осуществление Тема 8. Формирование технологического процесса Тема 9. Образование себестоимости изготовления изделия Тема 10. Технологические основы сокращения затрат времени на осуществление технологического процесса затрат подготовительно-заключительного Тема 10.1 Сокращение времени Тема 10.2 Сокращение затрат штучного времени Тема 11. Тема 11.1 Тема 11.2 Тема 11.3 Тема 11.4 Пути повышения эффективности производства изделий Снижение себестоимости Применение системного подхода в машиностроении Автоматизация производства Совершенствование организации производственного процесса Стр. 3 4 8 8 11 14 17 22 24 26 27 28 29 30 32 34 35 2 Редакция 05 – Январь_2020 Тема 1. ВВЕДЕНИЕ. ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Отрасль науки, занимающаяся исследованием закономерностей технологических процессов изготовления машиностроительных изделий, с целью использования результатов изучения для обеспечения требуемого качества и количества изделий с наивысшими технико-экономическими показателями, называется технологией машиностроения. Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом – установление и исследование внешних и внутренних связей, закономерностей технологического процесса. Только на основе их глубокого изучения возможно построение прогрессивных технологических процессов, обеспечивающих изготовление изделий высокого качества с минимальными затратами. Технология машиностроения стала формироваться как отрасль науки на основе обобщения результатов большого труда коллективов заводов, научно-исследовательских институтов, высших учебных заведений и работников науки и промышленности. Основы технологии машиностроения были созданы, главным образом, трудами советских ученых: Б.С. Балакшина, Н.А. Бородачева, В.И. Дементьева, А.А. Зыкова, А.И. Каширина, В.М. Кована, В.С. Корсакова, А.А. Маталина, С.Л. Митрофанова, Э.Б. Рыжова, Э.А. Сателя, А.Л. Соколовского, А. Б. Яхина и многих других. Становление технологии машиностроения как научной дисциплины затруднено огромным разнообразием объектов производства, бесчисленным множеством методов изготовления и оборудования для их осуществления. Поэтому развитие научных основ технологии машиностроения долгое время находилось на стадии эмпирического исследования. Современное машиностроение используется практически во всех сферах человеческой деятельности, достигло огромных успехов в повышении ее эффективности и в итоге превратилось в технологическую базу промышленности, определяющую уровень технического развития страны и ее безопасности. В процессе эволюции технологии машиностроения сформировались различные формы организации технологических процессов, основу которых составляют три вида технологий: единичная, типовая и групповая, имеющие свои достоинства и недостатки. С начала становления машиностроения применялась единичная технология, когда под изготовление изделия разрабатывался единичный технологический процесс. Единичный технологический процесс позволяет учесть все особенности конкретного изделия и производственные условия, но требует много времени на его разработку. С целью сокращения трудоемкости разработки технологических процессов и распространения передового опыта по предприятиям была разработана типовая технология, основоположником которой является профессор АЛ. Соколовский. Групповая технология, основоположником которой является профессор СЛ. Митрофанов, разработана с целью повышения эффективности производства изделий широкой номенклатуры. При групповой технологии разные изделия объединяются в группы по общности оборудования и оснастки для осуществления одной и той же операции, что повышает однородность труда при изготовлении разных изделий и позволяет поднять его производительность. Перспективным на данный является новый вид технологии модульная технология. Она базируется на сквозном применении модульного принципа в конструкторско-технологической подготовке производства, когда изделие представляется совокупностью модулей, а под изготовление этих модулей разрабатываются модули технологического процесса; в свою очередь под осуществление последних создаются модули технологического оборудования и оснастки. Такой подход позволяет на каждом предприятии организовывать элементную базу технологических процессов, оборудования и оснастки и из них методом компоновки строить технологические процессы, системы и приспособления. Получаемый модульный технологический процесс объединяет в себе достоинства единичной, типовой и групповой технологий, поскольку учитывает все особенности конкретного изделия так же, как и единичный процесс. Идея типизации реализуется на уровне модулей технологического процесса и так же, как и при групповой технологии, изделия объединяются в группы по общности в них модулей, но в этом случае не возникает трудностей в группировании изделий. 3 Редакция 05 – Январь_2020 Тема 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ Объектом технологии машиностроения является технологический процесс, а предметом – установление и исследование внешних и внутренних связей, закономерностей технологического процесса. В машиностроении изделием называется предмет производства, подлежащий изготовлению. В качестве изделия выступает машина, устройство, механизм, инструмент и т.п. и их составные части: сборочная единица, деталь, комплекс, комплект. Сборочная единица – это изделие, составные части которого подлежат соединению на предприятии обособленно от других элементов изделия. Различают сборочные единицы первого, второго и более высоких порядков. Сборочная единица первого порядка входит непосредственно в изделие. Она состоит либо из отдельных деталей, либо из одной или нескольких сборочных единиц второго порядка и деталей. Сборочная единица второго порядка расчленяется на детали или сборочные единицы третьего порядка и детали и т.д. Деталь – это изделие, изготавливаемое из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций. Характерный признак детали: отсутствие в ней разъемных и неразъемных соединений. Технологическое оборудование – это средство технологического оснащения, в котором для выполнения определенной части технологическoгo процесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическую оснастку. К ним относят, например, литейные машины, прессы, станки, испытательные стенды и т.д. Технологическая оснастка – это средство технологического оснащения, дополняющее технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса. К ним относятся режущий инструмент, приспособления, измерительные средства. Технологическое оборудование совместно с технологической оснасткой, а в некоторых случаях и манипулятором, принято называть технологической системой. Понятием "технологическая система" подчеркивается, что результат технологического процесса зависит не только от оборудования, но и в не меньшей степени – от приспособления, инструмента, заготовки. 3аготовкой называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности или материала изготовляют деталь. Рабочее место представляет собой элементарную единицу структуры предприятия, где размещены исполнители работы и обслуживаемое технологическое оборудование, подъемнотранспортные средства, технологическая оснастка и предметы труда. По организационным, техническим и экономическим причинам технологический процесс делят на части, которые принято называть операциями. Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Операция охватывает все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими собираемыми объектами производства. При обработке на станках операция включает все действия рабочего, управляющего технологической системой, установку и снятие предмета труда, а также движения рабочих opгaнов технологической системы. Содержание операций изменяется в широких пределах от работы, выполняемой на отдельном станке или сборочной машине в обычном производстве, до работы, выполняемой на автоматической линии, представляющей собой комплекс технологического оборудования, связанного единой транспортной системой и имеющей единую систему управления в автоматизированном производстве. Число операций в технологическом процессе изменяется от одной (изготовление корпусной детали на многооперационном станке) до десятков (изготовление турбинных лопаток, сложных корпусных деталей). Формируют операцию, главным образом, по организационному принципу, так как она является основным элементом производственного планирования и учета. На операцию обычно разрабатывается вся плановая, учетная и технологическая документация. В свою очередь, технологическая операция также состоит из ряда элементов: технологических и вспомогательных переходов, установа, позиций, рабочего хода. Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке. 4 Редакция 05 – Январь_2020 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 (например, установка заготовки, смена инструмента и т.п.). Переход можно выполнять в один или несколько рабочих ходов. Рабочий ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемая изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. При обработке заготовки со съемом слоя материала используют термин "припуск". Припуском называют слой материала, удаляемый с поверхности заготовки в целях достижения заданных свойств изготавливаемой поверхности. Подготовка технологического оборудования и технологической ocнастки к выполнению технологической операции называется наладкой. К наладке относятся установка приспособления, обрабатывающего инструмента, установление скоростей и подач, и т.д. Подналадка – это дополнительная регулировка технологического оборудования и(или) оснастки в процессе работы для восстановления достигнутых при наладке значений параметров. В некоторых случаях для выполнения части технологического процесса предмет труда вместе с приспособлением должны занимать одно или несколько последовательных положений. В связи с этим было введено понятие позиции. Позиция – это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей, или деталью совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или сборочной единицы. На выполнение любого технологического процесса затрачивается определенное количество труда работника соответствующей квалификации. Для характеристики затрачиваемого труда пользуются такими понятиями, как трудоемкость, норма времени, норма выработки. Трудоемкостью называется количество времени, затрачиваемое работающим при определенных организационно-технических условиях на выполнение технологического процесса или eгo части. Трудоемкость измеряют в нормо-часах (человеко-часах). Понятие трудоемкости в равной степени относится как к изготовлению изделия в целом, так и к отдельным частям технологического процесса (например, трудоемкость изготовления детали, трудоемкость операции). Различают трудоемкость фактическую, подсчитываемую после осуществления технологического процесса, и расчетную или нормированную, определяемую на стадии проектирования технологического процесса. Нормой времени называется регламентированное время выполнения технологической операции в определенных организационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. Норму времени измеряют в единицах времени с указанием квалификации работы, если операция выполняется при непосредственном участии рабочего (например: 10 мин, работа 5-гo разряда). Технически обоснованной нормой времени называют регламентированное время выполнения технологической операции в определенных организационно-технических условиях, наиболее благоприятных для данного производства. Технически обоснованную норму времени устанавливают в соответствии с эксплуатационными возможностями оборудования, инструментов и других средств производства при условии применения методов работы, соответствующих современным достижениям техники, передового производственного опыта. В тех случаях, когда время выполнения операции мало (исчисляется долями минуты или секундами), целесообразно пользоваться нормой выработки, которая является величиной, обратной норме времени. Нормой выработки называется регламентированное количество изделий, которое должно быть обработано или изготовлено в заданную единицу времени в определенных организационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации. Норму выработки измеряют в штуках в единицу времени с указанием квалификации работы в случае непосредственного участия рабочего (например: 150 шт./мин, работа 4-гo разряда). Любой технологический процесс протекает во времени. Интервал календарного времени от 5 Редакция 05 – Январь_2020 начала до конца какой-либо периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготовляемых или ремонтируемых изделий называется циклом технологической операции. Машиностроительное производство характеризуется объемом выпуска, программой выпуска продукции, тактом выпуска. Объем выпуска изделий – это количество изделий одного наименования, типоразмера и исполнения, изготовляемых или ремонтируемых предприятием в течение планируемого промежутка времени. Перечень наименований изделий, подлежащих изготовлению или ремонту, с указанием объема выпуска и срока выполнения по каждому наименованию на планируемый период времени называется программой выпуска изделий. Все изделия, изготовленные по конструкторской и технологической документации без ее изменения называются серией изделия. Тактом выпуска называется интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенного наименования, типоразмера и исполнения. Ритм выпуска – это количество изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени. Производственной партией принято называть предметы труда однoгo наименования, поступающие в обработку в течение определенного интервала времени, при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию. В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Одной из характеристик производства является коэффициент закрепления операций (Кз.о.), представляющий собой отношение числа всех различных технологических операций, выполняемых в течение месяца, к числу рабочих мест (1). (1) К з.о.   По / Ря , где П – суммарное число различных операций; Ря – явочное число рабочих подразделения, выполняющих различные операции; при решении принимаем Ря равным числу операций. ≥ оi Чем шире номенклатура выпускаемых изделий и меньше их количество, тем больше величина Кз.о.. Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается. Изделия выпускаются широкой номенклатуры в относительно малых количествах, зачастую индивидуально, и либо совсем не повторяются, либо повторяются через неопределенные промежутки времени. Продукция единичного производства: машины, не имеющие широкого применения и изготовляемые по индивидуальным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований (крупные гидротурбины, уникальные станки, прокатные станы и т.д.). Серийное производство характеризуется изготовлением или pемонтом изделий периодически повторяющимися партиями. Серийное производство делится на мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное. Условной границей между разновидностями серийного производства является величина коэффициента закрепления операций (Кз.о.): для мелкосерийного производства 20 < Кз.о.40; Для среднесерийного 10 < Кз.о. 20; для крупносерийного 1 < Кз.о. 10. Массовое производство характеризуется небольшой номенклатурой, большим объемом выпуска изделий, непрерывным изготовлением или ремонтом изделий продолжительное время, в течение котopoгo на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Для массового производства Кз.о.=1. Пример: Определите тип производства при реализации технологического процесса 6 Редакция 05 – Январь_2020 изготовления детали, используя исходные данные, приведенные в таблице. 005 3,6 010 5,2 Тш.к. на операцию, мин 015 2,8 020 8,3 025 4,2 030 - Ni, шт. К з.о.   По / Ря 3 000 Ря – явочное число рабочих подразделения, выполняющих различные операции; при решении принимаем Ря равным числу операций. Ря =5 Условное число однотипных операций, выполняемых на одном рабочем месте, может быть определено как: Поi = н / ф, где н – нормативный коэффициент загрузки рабочего места всеми закрепленными за ним операциями; н = 0,8 ф – фактический коэффициент загрузки данной операцией. Рассчитывается фактический коэффициент загрузки по формуле ф  Т ш.к .  N г , 60  FД  К в где FД – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч. FД=4015 ч. Кв – коэффициент выполнения норм, Кв - 1,3; Тогда: Поi  60 H FД К В 250356 250356 1 ; К з .о .  .   N Г Ря Т ш.к .i N гТ ш.к. N гТ ш.к. К з .о .  250356 1 250356 1 1 1 1 1  (     )  19,8  N Г Ря Т ш.к.i 3000  5 3,6 5,2 2,8 8,3 4,2 Различают поточный и непоточный вид организации производственнoгo процесса. Поточный вид организации производственного процесса xapaктеризуется расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным интервалом выпуска изделий. Этот вид организации производвеннoгo процесса характерен для мaccoоoгo и крупносерийного производств. При непоточном виде организации производственного процесса предмет труда находится в движении по операциям с различной продолжительностью. Этот вид организации производственного процесса характерен для единичного и мелкосерийного производств. Для непоточного вида организации производственного процесса характерны отсутствие закрепления операций за конкретными рабочими местами, разная длительность операций, стремление на каждом рабочем месте осуществить максимальную концентрацию технологических переходов с целью уменьшения числа операций. С целью приблизить производственный процесс к поточному виду в условиях мелкосерийного производства применяют гpупповую организацию, которая характеризуется совместным изготовлением или ремонтом групп изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Производство любой машиностроительной продукции невозможно без его технической подготовки, которая включает: 1) конструкторскую подготовку производства (разработку конструкции изделия и создание его сборочных чертежей, рабочих чертежей деталей, запускаемых в производство, с оформлением соответствующих спецификаций и другой конструкторской документации); 2) технологическую подготовку производства (ТПП) – совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства (последняя определяется наличием на предприятии полных комплектов7конструкторской и технологической Редакция 05 – Январь_2020 документации и средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданногo объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями); 3) календарное планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки при заданном объеме выпуска и затратах. Основной целью ТПП является обеспечение высокой эффективности производства изделий требуемых качества и количества в установленные сроки и в соответствии с заданными техникоэкономическими показателями, устанавливающими технический уровень изделия и минимальные трудовые и материальные затраты. 8 Редакция 05 – Январь_2020 Тема 3. ИЗДЕЛИЕ КАК ОБЪЕКТ ЭКСПЛУАТАЦИИ. СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ Каждое изделие (машина, механизм, инструмент и др.) создается для удовлетворения соответствующих потребностей человека и представляет собой техническую систему, описываемую совокупностью элементов. С этой точки зрения изделие рассматривается как объект эксплуатации, так как оно создается для удовлетворения соответствующих потребностей человека; вторичным является изделие как объект производства. Создание изделия начинается с определения задачи, для решения которой оно создается, и получившей название служебного назначения. Формулировка служебного назначения изделия включает описание процесса, для которого создается изделие, и условия, в которых оно будет работать. Например, если в качестве изделия выступает автомобиль, то в формулировке его служебного назначения должны найти отражение характер перевозимoгo гpуза, eгo масса, объем, расстояние и скорость перевозки, состояние дорог, климатические условия, требования к внешнему виду и др. Все перечисленное влияет на конструкцию. В формулировке служебного назначения изделия должны найти отражение качественные и количественные характеристики процесса, в котором будет участвовать изделие, а также условия протекания процесса. Опыт машиностроения показывает, что каждая ошибка, допущенная при выявлении и уточнении служебного назначения изделия, приводит не только к созданию недостаточно качественной машины, но и вызывает лишние затраты труда на ее изготовление и эксплуатацию, а также удлинение сроков ее освоения. Нередко недостаточно глубокое изучение и выявление служебного назначения машины порождает излишне жесткие, экономически неоправданные требования к эксплуатационным показателям машины. Из изложенного следует, что разработка служебного назначения изделия является важным и ответственным этапом в eгo создании. 9 Редакция 05 – Январь_2020 Тема 4. ВИДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Технологические процессы по уровню обобщения делятся на два вида: единичный и типовой. Единичный технологический процесс применим только для изготовления oднoгo конкретного изделия, а типовой технологичесский процесс – для изготовления гpуппы схожих изделий. Единичный технологический процесс – это процесс изготовления или ремонта изделия oднoгo наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства. К преимуществам единичного технологического процесса относятся, с одной стороны, возможность учета всех особенностей данного изделия, а с другой стороны, наиболее эффективного изготовления изделия за счет учета конкретных производственных условий (имеющегося техгологического оборудования, приспособлений, инструментальной оснастки, квалификации рабочих и т.п.). Недостатки: для егo разработки требуются большие затраты времени и труда (Затраты времени на разработку технологического процесса могут во мнoгo раз превышать затраты времени на eгo осуществление. Если изготавливается большое число изделий, то доля затрат времени на разработку технологического процесса, приходящаяся на одно изделие, будет незначительной, но при небольшом выпуске изделий эта доля резко возрастет. В этом случае разрабатывают укрупненный технологический процесс, например, создают лишь маршрутное описание технологического процесса, в которое включают последовательность операций и оборудование, но без указаний переходов и режимов процесса. Все остальное предоставляется решать непосредственно рабочему, который должен иметь соответствующую квалификацию. По мере роста объема выпускаемой продукции разработку технологического процесса проводят более подробно.) В единичном производстве высокая продолжительность разработки технологического процесса нередко входит в противоречие с продолжительностью caмoгo процесса. Чем тщательней и подробней разрабатыватся единичный технологический процесс, тем больше времени требуется для eгo разработки и тем выше должна быть квалификация технолога.Однако в определенных условиях затраты времени на разработку процесса становятся значительно больше затрат времени на eгo осуществление. Иллюстрацией такoгo положения может служить технологический процесс изготовления деталей на станке с ЧПУ, где eгo разработка отличается большой тщательностью и подробностью. Так, к примеру, документация технологического процесса изготовления детали на станке с ЧПУ содержит карту наладки, операционно-техническую карту, схему движения инструментов, операционную расчетно-техническую карту, карту программирования, чертежи специального инструмента и оснастки. Все это приводит к росту трудоемкости разработки операции; например, только разработка управляющей программы и ее отладка для деталей высокой сложности требует нескольких рабочих дней технолога-программиста, в то время как обработка небольшой партии таких деталей может уложиться в одну рабочую смену. Проектирование единичного технологического процесса отличается большим числом возможных решений по каждому изделию, подлежащему изготовлснию. Поэтому в условиях единичного производства при сравнительно малом времени, отводимом на разработку процесса, возможность подкрепления принимаемых решений объективными техникоэкономическими расчетами очень ограничена. В массовом производстве высокая трудоемкость тщательной разработки единичного технологического процесса оказывается оправданной, так как ее величина несопоставимо мала по сравнению с трудоемкостью изготовления вceгo объема изделий данного наименования. Оправдывает себя в массовом производстве и применение специального оборудования, оснастки, отличающиеся высокопроизводительными рабочими процессами. Недостатки единичной технологии в массовом производстве проявляются в большой длительности технологической подготовке производства, обусловленной необходимостью создания специальных технологических средств. Широкое применение единичной технологии в масштабе Bceгo машиностроительного производства страны приводит к большим потерям. Дело в том, что в среднем изготавливаемые изделия состоят примерно на 70 % из общемашиностроительных узлов и деталей, близких по своему конструктивному строению. Но на тысячах машиностроительных предприятий их изготавливают по единичным технологическим процессам, мало отличаюшимся по 10 Редакция 05 – Январь_2020 эффективности друг от друга, но зачастую использующим оригинальную оснастку, а в крупносерийном и массовом производстве и оригинальное технологическое оборудование. При этом прогрессивные высокоэффективные решения, разработанные на каком-либо одном предприятии и потребовавшие больших затрат труда, теряются в oгpoмном разнообразии разработок и практически не находят применения на других предприятиях. Все перечисленные негативные стороны единичной технологии послужили причиной поиска новoгo вида технологии, свободной от этих недостатков. Первым шагoм в этом направлении явилась разработка типовой технологии, кoгдa в 30-е годы ХХ века проф. А.Л. Соколовский высказал идею типизации технологических процессов. Типовой технлогический процесс характеризуется единством coдержания и последовательности большинства технологических операций для группы изделий с общими конструктивными признаками. В основе типовой технологии лежит классификация изделий на классы – подклассы – группы – подгруппы – типы. Тип представляет coбой группу схожих изделий, среди которых выбирается типовой представитель, обладающий наибольшей совокупностью свойств изделий, вошедших в эту гpуппу. На типовой представитель разрабатывается типовой технологический процесс, по которому осуществляется изготовление всех изделий этого типа. В случае отсутствия в конкретном изделии той или иной характеристики (например, какой-то поверхности) при обработке рабочего процесса соответствующая операция из типового процесса исключается. Тем самым типовой процесс в определенной степени разрешает противоречие между большими затратами времени на разработку процесса и малыми сроками на изготовление изделия, так как затраты времени на разработку рабочего технологического процесса для изготовления конкретного изделия резко сокращаются. Разрабатывая на группу деталей, близких по своему конструктивному оформлению, один типовой процесс, можно разработать более совершенный процесс, так как на eгo проектирование можно затратить больше врсмени и средств. Пользуясь типовым процессом, рабочий тсхнологический процесс на деталь из группы будет разработан достаточно быстро и качественно. Типовые процессы позволяют избегать повторных и новых разработок при проектировании рабочих технологических процессов, вследствие чего облегчается труд технолога и сокращаются затраты времени на разработку. Важное обстоятельство: типовой технологический процесс, приобретая универсальность, одновременно теряет черты индивидуальности. Действительно, типовой технологический процесс изготовления деталей разрабатывается под группу конструктивно схожих деталей, вощедших в один тип. По этому типовому процессу изготавливаются все детали группы, несмотря на то, что они чем-то отличаются друг от дpyгa. В этом и заключается универсальность типового технологического процесса. Потеря индивидуальности типового процссса заключается в том, что он не учитывает отмеченныс выше различия, специфику изделий, вошедших в один тип. Как известно, в каждом типе изгруппы деталей выбирают типовую деталь, которая отличается наиболее часто встречающимися конструктивными формами, размсрами, требованиями к точности и другими показателями качества. Типовая дсталь, как правило, наиболее сложная из всех дсталей, вошедших в данный тип. Поэтому если бы для каждой детали из одной группы разработать единичный технологический процесс, то он был бы болсе эффективным, чем типовой процесс, так как он учитывает все особенности детали (иными словами, потеря индивидуальности не позволяет типовому процессу стать оптимальным для каждой детали данной группы). Чем больше изделия в группе отличаются по своему конструктивному оформлению и требованиям к качеству, тем сильнее отличается типовой процесс от оптимального. Это является одним из огpаничений расширения группы изделий под один типовой технологический процесс. В результате изготавливаемые изделия приходится делить на большее число типов, что приводит к росту числа типовых процессов и снижаетмя эффективность типизации. В целом типовая технология способствует: 1) сокращению разнообразия технологических процессов и внесению однообразия в изготовлснис сходных изделий; 2) внедрению и распространению передового опыта и достижсний науки и техники; 3) упрощению разработки рабочих технологических процессов и сокращению затрат времени на их разработку; 11 Редакция 05 – Январь_2020 4) сокращению разнообразия средств технологического оснащения техпроцессов; 5) разработке новых высокоэффсктивных технологических процессов. Эффективность единичной и типовой технологий будет разной в зaвисимости от типа производства. В массовом производстве эффективнее применять единичный технологический процесс, так как он позволяет создать оптимальный технологический прцесс, дающий в итоге высокий суммарный экономичсский эффект. По мере роста разнообразия выпускаемых изделий, снижения ceрийности их выпуска, величин партий увеличиваются потери времени, связанные с частыми переналадками тсхнологического оборудования и оснастки. В итоге снижается эффективность производства, повышается себестоимость изготовления издслий. И чем шире выпускаемая номенклатура изделий и меньше их серийность, тем ниже эффективность производства. В этих условиях возникла задача группирования изделий, отличающихся однородностью технологии изготовления, что позволяет снизить число переналадок оборудования и увеличить размеры партий, поступающих на обработку. В результате решения этой задачи появился новый вид технологии – групповая технология, основоположником которой является проф. Е.И. Митрофанов. Если типовая технология направлена на сокращснис трудоемкости тсхнологической подготовки производства, повышение эффективности технологических процессов и распространснис прогрессивных решений, то групповая технология предназначена для повышения эффективности производственного процесса. Групповой технологическuй процесс – это процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Групповой процесс нашел примененис в мелкосерийном и серийном производстве. Принципиальная сущность групповой технологии заключается, прежде вceгo, в гpуппировании изделий в технологические гpуппы по технологическому подобию. Групповой технологический процесс разрабатывают на комплексное изделие. В отличие от типового изделия комплексное изделие является "собирательным", часто не существующим в действительности, объединяющим в себе черты большинства изделий, вошедших в группу. Для комплексного изделия разрабатывается технологический процесс и все изделия этой группы, будучи, как правило, проще комплексного изделия, изготовляют по данному технологическому процессу, пропуская отдельные технологическис переходы. Всс изделия, закрепленные за этим Texнологическим Процессом, изготовляют партиями. В качестве комплексного изделия технологической группы служит какое-то издслие из группы или искусствснно созданное изделие. Например, комплексная деталь формируеп;я следующим образом: берется наиболее сложная дeталь, которая включаст все поверхности других деталей и, если она не содержит вссх поверхностей, содержащихся в других деталях гpуппы, то к ней искусственно добавляют нсдостающие поверхности. Различают групповую операцию и групповой технологический процесс. Групповая технологическая опсрация разрабатывается для выполнения технологически однородных работ при изготовлении группы изделий на спеuиализированном рабочем месте при условии возможности частичной подналадки технологической систсмы. Групповой технологический процесс представляст собой комплекс групповых технологических операций, выполняемых на спсциализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута группы изделий, элементов. Применение групповой технологии особенно эффсктивно тогда, когда на ее основе в серийном и мелкосерийном производствах удается создать гpупповые поточные или даже автоматические линии изготовления изделий или деталей отдельных групп. Создание подобных линий обычно основано на сочетании принципов типизации технологических процессов и групповой обработки, т.е. когда применяется типовой маршрут (например, при обработке заготовок по отдсльным групповым операциям, выполняемым на станках с групповыми настройками, и при широком использовании групповых переналaживаемых приспособлений). Применение групповой технологии тем эффсктивней, чем больше технологическая группа. При внедрении групповой технологии возникают трудности, связанные с организацией больших технологических групп не только в связи со сложностью в построении групповых наладок и прспособлений, но и из-за необходимости учета календарного планирования по выпуску изделий. Изделия, изготавливаемые по групповой технологии, хотя и похожи, но имеют и 12 Редакция 05 – Январь_2020 различия, поэтому за редким исключением избавиться полностью от переналадки оборудования не удается. По мере расширения номенклатуры деталей в группе при разработке групповой наладки возрастают ее сложность, количество позиций и время простоя инструментальных позиций. Это ограничивает номенклатуру деталей в группе приводит к росту числа групп и, следовательно, увеличению числа групповых технологических процессов (операций). Групповая технология оправдывает себя при условии мнoгoкpaтнoгo повторения выпуска данной технологической группы изделий. Если повторяемость отсутствует или незначительна, то дополнительные затраты на технологическую подготовку, которые значительно выше, по сравнению с единичной технологией, себя не окупают (примером эффективного применения групповой технологии может служит авиационная промышленность, где имеет место высокая повторяемость групп). Практика внедрения типовых и групповых технологических Процессов показывает, что, несмотря на очевидные преимущества, доля их внедрения невысока и до сих пор доминирует единичная технология. Одной из главных причин этого является недостаток классификации изделий на типы, группы, которыми пользуются при разработке типовых и групповых процессов. Анализ этих классификаций показывает, что в обоих случаях в явном или неявном виде в качестве отличительных признаков выступают не конструктивные, а технологические характеристики. Это приводит к тому, что на предприятиях, различающихся составом технологических средств и квалификацией работников, одна и та же номенклатура изделий будет разбита на разные группы. С другой стороны, стоит применить на предприятии применяемую технологию и оборудованис, как придется изменять типы и группы. Чтобы свести к минимуму эти недостатки, надо классифицировать изделия на группы не по технологичсским, а конструктивным признакам, что позволит сократить разнообразие типовых и групповых процессов и расширить область их Применения. Подводя итог анализу различных видов технологического процесса, можно отметить следующее: применение единичного процесса позволяет разрабатывать оптимальные процессы, но это приводит к большим затратам времени на их разработку; применение типового технологического процесса снижает объем и сроки технологической подготовки Производства, но не обеспечивает оптимального процесса для каждой детали однoгo типа; применение группового технологического процесса хотя и увеличивает размер партии, но требует повторяемости выпуска изделий, что cyщественно снижает область eгo эффективного Применения. Все три вида технологии не обладают гибкостью, так как не позволяют изменять в случае надобности маршрут. Одной из главных причин недостатков всех видов технологических процессов является описание изделия на геометрическом уровне, когда деталь представляется совокупностью элементарных геометрических поверхностей, а сборочная единица совокупностью деталей как геометрических тел. Это приводитк томy, что технолог, разрабатывая технологический процесс, стремится изготавливать на операциях такие совокупности поверхностей, которые позволяют достичь наибольшей Производительности. Однако при этом часто нарушаются связи между поверхностями, обусловленные совместным выполнением функций детали. В результате, вопервых, появляется многовариантность технологического процесса из-за большого числа комбинаций поверхностей, изготавливаемых на операциях, а во-вторых, из-за изготовления функционально связанных поверхностей на разных операциях возникают сложные технологические размерные связи, приводящие к необходимости введения дополнительных операций. Все это приводит к необоснованному разнообразию технологических процессов, повышению трудоемкости их разработки, вызывают трудности в типизации технологических процессов и в группировании деталей при разработке групповых Процессов. Если же деталь описывать функциональными блоками в виде модулей поверхностей (МП), объединенных совместным выполнением служебных функций, то геометрический признак становится вторичным, а элементарные поверхности входят в состав модулей поверхностей и не являются самостоятельными объектами при разработке технологических процессов. Учитывая ограниченную номенклатуру МП и их высокую повторяемость, можно сушественно снизить разнообразие технологических операций по составу изготавливаемых МП. В итоге упростится разработка технологических процессов, их типизация и группирование деталей при использовании групповых процессов. 13 Редакция 05 – Январь_2020 Все изложенное справедливо и для сборочных технологических процессов, если сборочную единицу рассматривать как совокупность модулей соединения (МС). С целью реализации изложенных преимущсств описания изделия как совокупности МП и МС, следует рассматривать построение технологического процесса как компоновку из модулей,входящих в состав детали (сборочной единицы). В связи с этим процесс получил название модульного технологического процесса, соответственно он может быть единичным, типовым, групповым процессом, и представляет собой результат дальнейшего coвершенствования методики разработки технологических процессов. Модульный технолигический процесс – это технологический процесс, построенный из модулей процессов изготовления МП или МС, входящих в состав изготавливаемого изделия. В состав модулей технологического обеспечения входят модули технологического процесса (МТИ) изготовления МП и сборочного процесса (МТС) получения МС, модули технологического оборудования (МО), инструментальной наладки (МИ), технологических баз (МТБ), приспособления (МПр) и контрольно-измерительного устройства (МКИ). Поскольку модульное технологическое обеспечение разрабатывается под типовые МП и МС с унифицированными характеристиками, то оно отличается высоким уровнем обобщения, следовательно, широкой областью применения. Идея типизации в модульном технологическом процессе реализуется на уровне модулей технологического обеспечения, при этом типизация осуществляется более эффективно, так как модули МП и МС в отличие от изделий описываются небольшим числом характеристик. Например, даже сравнительно простая деталь содержит десятка два поверхностей и имеет большое разнообразие вариантов конструктивного решения. При этом требования к точности и качеству поверхностного слоя у поверхностей такой детали может быть различным, что еще больше увеличивает ее разнообразие, В итоге для изготовления такoгo множества деталей потребуется большое число типовых технологических процессав. В отличие от детали МП одного наименования имеет меньшее числа вариантов конструктивного решения, содержит, за редким исключением, не более трех поверхностей, что существенно снижает разнообразие МП и уменьшает число типовых модулей технологического процесса. Идея групповой технологии, заключающаяся в организации технологических гpупп из разных изделий, в условиях модульной технологии решается наилучшим образом. И в заключение отметим, что модульный технологический процесс приобретает некоторую гибкость, позволяя в ограниченных пределах изменять последовательность операций. Это объясняется тем, что в тpaдиционных технологических процессах функционально связанные поверхности детали могут изготавливаться на разных операциях. В модульном же технологическом процессе функционально связанные поверхности детали всегда объединены соответствующим модулем и изготавливаются на одной операции. Это существенно упрощает размерные связи технологического процесса, делает их прозрачными, что позволяет сравнительно просто определять возможность изменения маршрута обработки. Принципы построения модульных технологических процессов позволяют по-новому строить машиностроительное производство, в основе котopoгo лежит сквозное применение модульного принципа по всей производственной цепочке: изделие – технологическис Процессы технологические системы организация производственного процесса. 14 Редакция 05 – Январь_2020 Тема 5. ФОРМИРОВАНИЕ ЗАТРАТ ВРЕМЕНИ НА ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Любой технологический процесс характеризуется затратами Bpeмени, труда, материалов, энергии. Знание закономерностей формирования указанных затрат позволяет технологy находить пути их снижения и проектировать эффективные технологические процессы. Технологический процесс, как правило, состоит из нескольких операций и время на eгo осуществление складывается из времени, затрачиваемого на операции, плюс время на перемещения предмета труда (заготовки, детали, сборочной единицы) от одной технологической системы к другой с учетом eгo пролеживания. Рассмотрим формирование затрат времени на операцию, представляющие собой сумму затрат времени на рабочий и вспомогательный процессы. Любой процесс, в том числе рабочий или вспомогательный, это движение материальных объектов с соответствующей скоростью. Отсюда затраты времени на процесс являются функцией пути и скорости. Например, при обработке заготовки на станке время, затрачиваемое непосредственно на съем материала, зависит от длины рабочего хода режущего инструмента относительно заготовки, а также от скорости относительного движения, выраженной через скорость резания и скорость подачи. При сборке изделия. например соединения "вал-втулка", время непосредственного соединения этих деталей будет зависеть от длины сопряжения и скорости относительного движения вала и втулки. Время рабочего процесса, затрачиваемое на изменение качества заготовки, называется основным технологическuм временем (tот) Если рабочий процесс осуществляется без непосредственного участия человека, то это время называют машинным. Если рабочий процесс осуществляется с участием человека, то основное технологическое время называют ручным; при частичном участии человека машинно-ручным. Формулы расчета tот в зависимости от метода обработки имеют разный вид, например: точение: ; строгание ; фрезерование ; шлифование протягивание ; ; хонингование , где l – расчетная длина пути режущего инструмента, мм; i – число ходов; n – частота вращения шпинделя, мин-1; S0 – подача на оборот шпинделя мм; b– ширина строгаемой поверхности; мм; b1– размер врезания лезвия; b2– размер выхода лезвия; n2х –число двойных ходов стола (инструмента) в минуту; S2x –подача на двойной ход, мм; S – подача на зуб фрезы, мм; z – число зубьев фрезы; nф – частота вращения фрезы, мин-1; а –припуск на сторону, мм; nД –частота вращения детали, мин-1; k – коэффициент, характеризующий точность шлифования; Sпоп – поперечная подача, мм/ход; L–длина рабочей части протяжки, мм; Vр –скорость резания, м/мин; Vох – скорость обратного хода, м/мин; Sp –радиальная подача на один двойной ход хонинговальной головки. Для осуществления рабочего процесса необходимо проведение различного рода технических и организационных мероприятий. Например, при осуществлении сборочного процесса или процесса обработки требуется обеспечить предварительное относительное положение деталей или сборочных единиц, произвести различного рода измерения, подвести или отвести инструмент, установить режимы рабочег процесса, включить и выключить двигатель и т.п. Время, затрачиваемое нa осуществление различного рода технических и организационных мероприятий, получило название вспомогательного времени tвс . 15 Редакция 05 – Январь_2020 Затраты времени на всю операцию оценивают по штучно- калькуляционному времени (8.1), где n – количество предметов труда в партии; Тпз – подготовительно- заключительное время; tоб – время обслуживания рабочего места; tп – время перерывов и отдыха, Подготовительно-заключительное время затрачивается на приемы, производимые один раз на всю партию собираемых сборочных единиц или обрабатываемых заготовок. (Это время затрачивается на ознакомление с чертежом и технологическим процессом, подготовку рабочего места, оборудования, приспособления и инструмента, приведение технологической системы в порядок после окончания работы, настройку тех нологической системы и др.) Время обслуживания рабочего места затрачивается на уход за рабочим местом и поддержание eгo в рабочем состоянии в процессе изготовления всей партии изделий. Это время состоит из времени техническогo и организационного обслуживания. Время технического обслуживания затрачивается на поднастройку технологической системы, смену инструмента, выщедшего из строя, удаление стружки с рабочих органов. Время организационного обслуживания рабочего места затрачивается на смазывание и чистку оборудования, удаление отходов рабочего процесса технологической системы, приведение в порядок рабочего места. При работах, требующих интенсивногo труда или больших физических усилий, регламентируют время перерывов. При нормальных условиях труда регламентируют время на отдых, связанное с личными потребностями. Если выделить время, связанное с изготовлением одной единицы изделия, и обозначить eгo tшт (штучное время), то (8.2). Сумму промежутков времени tот + tвс = tоп называют оперативным временем. Не все этапы операции осуществляют последовательно. Некоторые вспомогательные переходы можно совмещать во времени. В связи с этим пользуются понятием цикла: (8.3), где tр – время рабочих ходов цикла, оно же основное технологическое время; tхх – время несовмещенных холостых ходов, выполняемых технологической системой; t/вх –вспомогательное время, не совмещенное с технологическим переходом. С помощью (8.1) – (8.3) можно определить номинальные затраты времени на технологический процесс. Затраты времени на осуществление технологического процесса складываются из затрат времени на составляющие eгo операции, пролеживание предмета труда между операциями и передачи eгo от одной операции к другой. Поэтому, дпя определения затрат времени на изготовление партии изделий можно воспользоваться формулой: (8.4). 16 Редакция 05 – Январь_2020 Тема 6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОКРАЩЕНИЯ ЗАТРАТ ВРЕМЕНИ НА ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Затраты времени на осуществление технологического процесса складываются из затрат времени на все операции и на транспортирование предмета труда от одной технологической системы к другой. Продолжительность технологического процесса зависит от eгo структуры, предмета труда и операции. Структура технологического процесса характеризуется способом осуществления eгo этапов: последовательным, параллельным, комбинированным. Продолжительность изготовления одного изделия при последовательном изготовлении всех деталей и сборки изделия отличается от продолжительности при их параллельном изготовлении; в последнем случае производительность значительно выше (рис. 10.1). Рис. 10.1. Продолжительность технолоrическоrо процесса изготовления изделия при осуществлении eгo этапов: а –последовательно; б –параллельно. Тд – продолжительность изготовления i-ой детали; Тсб – продолжительность технлогического процесса сборки В свою очередь операции каждого технологического процесса сборки или процесса изготовления детали могут быть выполнены тоже последовательно, параллельно или параллельнопоследовательно. В соответствии с изложенным рассмотрим возможность сокращения затрат времени посредством соверщенствования структуры процесса и способы сокращения штучнокалькуляционного времени на операцию. Тема 6.1 Сокращение затрат подготовительно-заключительного времени Доля подготовительно-заключительного времени Тпз , приходящаяся на изготовление одного изделия, зависит от числа n изделий в партии. В условиях крупносерийного и мaccoвoгo производств, когда n очень велико, доля t становится исчезающе малой величиной и ее сокращение практически не влияет на повышение производительносги процесса. Сокращение подготовительно-заключительного времени приобретает особую актуальность в условиях единичного и мелкосерийного производств, когда доля достигает порой 70...80 % от tшт. Подготовительно-заключительное время включает затраты времени: на получение и ознакомление рабочего с задачей, которую ему необходимо выполнить tч ; на получение и установку на станке режущего инструмента tи , и приспособлений, служаших для установки и закрепления обрабатываемых объектов to ; на настройку размерных и кинематических цепей технологической системы tc : Тпз = tч + tи+ to+ tc. Сокращение tи осуществляется с помощью быстросменных приспособлений. Например, для смены сверл, разверток, блоков с заранее установленными режущими инструментами и т.п. (сменная револьверная головка с державками). Для сокращения времени tс,17затрачиваемого на статическую настройку Редакция 05 – Январь_2020 размерных цепей технологической системы, используются различные средства, служащие одновременно и для увеличения точности, в виде встроенных индикаторов, линеек, габаритов и т.д. Одним из радикальных средств, служащих для этой же цели, являются станки с прогpаммным управлением. Станки с ЧПУ, которые мoгут быть достаточно быстро перенастроены с обработки одной детали на другyю путем смены npoгpaммы. Прогpамма позволяет обеспечить необходимые начальные перемещения узлов станка, их рабочие и холостые движения. Однако при прогpаммированном управлении за наладчиком остается настройка размерных цепей технологической системы на требуемую точность обрабатываемой детали. Это обстоятельство существенно сказывается на производительности обработки. Интенсификация рабочего процесса является одним из основных способов сокращения машинного времени, так как позволяет увеличивать скорости резания и подачу инструмента. Однако, это увеличение oграничивается допустимой силой резания. Рост режимов обработки, особенно скорости резания, достигается путем использования новых видов материала обрабатывающего инструмента, а также применением высокопроизводительного оборудования. Сокращение вспомогательного времени. Доля вспомогательного времени в штучном и eгo абсолютная величина при обработке деталей на некоторых видах оборудования достигает значительных величин, превосходящих, довольно часто, в несколько раз основное технологическое время. Непосредственное сокращение вспомогательного времени осуществляется за счет следующих мероприятий: 1) уменьшением времени, расходуемого за замену одних обработанных деталей другими; 2) уменьшением времени, затрачиваемого на управление оборудованием и приспособлениями, путем упрощения управления, eгo механизации ции и автоматизации; 3) уменьшением времени, затрачиваемого на контроль за ходом выполнения технологического процесса, путем правильного выбора методов средств измерения, механизации и автоматизации контроля; 4) комплексной автоматизацией технологического процесса, путем применения приспособлений или универсальных средств, позволяющих при смене обработанной детали сразу установить ее с требуемой точностью, резко сокращает затраты времени. Применение при установке и закреплении заготовок деталей стандартизованных и нормализованных средств в виде крепежных болтов, подкладок, накладных планок и т.п. является одним из наиболее простых средств сокращения затрат вспомогательного времени. Широкого внедрения заслуживают универсальные приводы, механизирующие ручной зажим. Примерами таких Приводов являются привод с пневмоцилиндром или пневмокамерой. Сокращение времени, затрачиваемого на управление станком, осуществляется концентрацией управления в одном месте, eгo механизацией и автоматизацией. Введение механизмов ускоренных перемещений режущих инструментов в рабочее и исходное положения,приспособлений и механизмов для быстрой смены режущих инструментов является основными мероприятиями по сокращению затрат вспомогательного времени. Сокращение оперативного времени осуществляется, главным образом, за счет совмещения переходов и управлением Процессом обработки (Параллельная или параллельнопоследовательнаяобработка нeскольких поверхностей позволяет одновременно сократить tот и tвс . При одновременной обработке всех поверхностей детали основное технологическое время tот будет равно времени, затрачиваемому на выполнение наиболее продолжительного перехода, т.е. Совмещение переходов может осуществляться при обработке различных поверхностей одной детали инструментами как одинаковых типов и размеров, так и разных. Сокращение оперативного времени путем управления процессом обработки происходит за счет сокращения числа рабочих ходов с одновременным повышением режимов обработки, автоматизации производства, применения систем адаптивного управления. Наибольшее распространение получили Последовательная обработка деталей и комбинированная (с совмещением переходов во времени) (Примером может служить обработка одинаковых деталей на многошпиндельных полуавтоматах). 18 Редакция 05 – Январь_2020 Тема 6.2 Сокращение затрат штучного времени Основную долю времени tшт, как правило, составляют основное технологическое tот и вспомогательное tвс Время любого процесса зависимости от пройденного пути и скорости движения, поэтому в основе всех способов сокращения затрат tот и tвс лежит сокращение пути и повышение скорости движения. Сокращение основного технологического времени осуществляется путем сокращения пути относительного движения инструмента и предмета труда и посредством интенсификации рабочегo процесса. Сокращение пути относительного движения режущего инструмента и обрабатываемой заготовки может осуществляться за счет уменьшения величины пути на входе и выходе режущего инструмента. В качестве примера на рис. 10.2 по казаны размеры l1 и 12 при обработке отверстия спиральным сверлом. Режущий инструмент проходит расстояния l1 и 12 с рабочей подачей S, поэтому все мероприятия, позволяющие уменьшить эти размеры, способствуют сокращению машинного времени. Рис. 10.2. Схема определения пути движения сверла с рабочей подачей Обработка нескольких последовательно установленных деталей также способствует сокращению пути входа и выхода инструмента, приходящегося на одну деталь, особенно если детали следуют друг за другом без зазора, что приобретает наибольшее значение при переходе к обработке коротких поверхностей деталей. Наибольщий эффект получается при сокращении длины пути рабочего хода инструмента путем обработки каждой из поверхностей одновременно несколькими инструментами. Можно обеспечить различную производительность процесса, если сочетать обработку по классам и гpуппам. Чем выше производительность процесса, тем сложнее eгo структура. Пример зависимости показывает характер изменения производительности от уровня сложности структуры операции (рис. 10.3). Рис. 10.3. Зависимость производительностии операции от уровня ее структуры: 1, 2, 3 – группы обработки; I, II, III – классы обработки Тема 6.3 Автоматизация производства Целью автоматизации производства является повышение производительности труда, улучшение качества продукции, устранение человека от непосредственного участия в производственном процессе и в первую очередь19от тяжелых работ и работ в условиях, опасных Редакция 05 – Январь_2020 для здоровья. В автоматизации производства можно выделить два направления: автоматизацию производственных процессов и инженерного труда. Автоматизация производства развивалась постспенно. На первой ступени были автоматизированы станки ( станки-полуавтоматы с автоматизированным управлением только рабочих процессов; станки-автоматы и автоматическая сборочная машина автоматизированы операции загрузки и разгрузки; автоматические линии; примение станков с ЧПУ, которые споосбны быстро переналаживаться). Применение автоматических линий в крупносерийном и массовом производстве дает существенный экономический эффект. Высокий экономический эввект дает применение станков с ЧПУ. Резервы повышения эффективности автоматизации производственных процессов на базе станков с ЧПУ заключаются, в максимальном использовании годового фонда времени. Другой резерв повышения эффективности автоматюации скрыт в сокращении времени пролеживания заготовки в процессе ее изготовления. Есть еще один существенный аспект автоматизации, имеющий социальнай аспект, заключающийся в том, что автоматизация освобождает человека от утомительного, однообразного труда и делает eгo труд безопасным. Последнее становится все более важным вследствие вредности некоторых видов производств, высокой и постоянно растущей энергонасыщенности станков в производственных помещениях. Таким образом, чтобы получить максимальный эффект от автоматизации, последняя должна обеспечить полное использование годового фонда времени работы оборудования, высокую производительность и минимальное пролеживание зaгOTOBoK в процессе их изготовления. Все это решается созданием гибкого производства на базе безлюдной технологии. Такие гибкие производства получили название гибких про изводственных систем (ГПС). По организационным признакам различают следующие виды ГПС: гибкие автоматизированные линии (ГАЛ), гибкие автоматизированные участки (ГАУ), гибкие автоматизированные цехи (ГАЦ) и заводы. Для реализации гибких автоматизированных производств потребовался новый метод подготовки и функционирования производства без бумажного и безлюдного производства. В условиях ГПС отпадает необходимость в технической и сопроводительной документации. Ее заменяют машинные носители. В общем случае ГПС объединяет системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП), технолгической подготовки производства (АСТПП), управления производством(АСУП) и др. Результаты, формируемые системами САПР, АСТПП и АСУП, предсталяют собой программы производства, дифференцированные до уровня операций и определяющие очередность пуска партии деталей. АСУП осуществляет календарное планирование, расчет сменных заданий, контроль выполнения плана. Управление ГПС осуществляют из центра управления. Идея гибкого производства универсальна, так как позволяет подойти с единых позиций к вопросам совершенствования различных типов производств. В крупносерийном и массовом производстве с помощью ГПС можно решать задачу выпуска с одного конвейера изделий одного типа. Дальнейщее развитие автоматизации идет по пути полной автоматизации вceгo производственного процесса в пределах завода. Создаются промышленные роботы, в связи с чем в машиностроении в последние годы появилась новая отрасль – робототехника, которая успешно развивается. Промышленные роботы заменяют человека в условиях вредной окружающей среды, освобождают eгo от выполнения тяжелого, утомительнoгo и однообразного труда. Они позволяют наиболее полно использовать оборудование и повысить производительность труда.Наиболее трудной оказалась автоматизация сборочных работ, из которых полностью исключить человека не удается. 20 Редакция 05 – Январь_2020 ОСНОВНАЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Основная литература 1) Базров Б.М. Основы технологии машиностроения. – М.: Машиностроение, 2005. – 736 с.: ил. 2) Технология машиностроения: Сборник задач и упражнений: Учеб. пособие / В.И. Аверченков и др.; Под общ. ред. В.И. Аверченкова и Е.А. Польского. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ИНФРА – М, 2006. – 288с. – (Высшее образование). 3) Сборник задач и упражнений по технологии машиностроения: Учеб. пособие. Ч.1 / ВолгГТУ. – Волгоград, 1994. – 127с. 2. Дополнительная литература 1) Технология машиностроения: Учебник / А.Г. Суслов. – 2-изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2007. – 428 с. 2) Справочник технолога-машиностроителя: В 2 т. – Т.1 /Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова.– М: Машиностроение, 1985. – 656 с. ПЕРЕЧЕНЬ МЕТОДИЧЕСКИХ УКАЗАНИЙ, РАЗРАБОТАННЫХ КАФЕДРОЙ «ТМС» 1) Лабораторные работы по курсу «Технологические процессы в машиностроении» / Сост. Н.А. Чернышев, Н.М. Цыганова, А.Н. Воронцова; Волгоградский государственный технический университет. – Волгоград, 2000. – 48с. 21 Редакция 05 – Январь_2020