Порядок проектирования технологических процессов

Проектирование единичного технологического процесса отличается большим числом возможных решений  по каждому изделию, подлежащему  изготовлению. Поэтому в условиях единичного производства при сравнительно малом времени, отводимом на разработку процесса, возможность подкрепления принимаемых решений объективными технико-экономическими расчётами  очень ограничена.

В массовом производстве высокая  трудоёмкость тщательной разработки единичного технологического процесса оказывается  оправданной, так как её величина несопоставимо мало по сравнению  с трудоёмкостью изготовления всего  объёма 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 подготовки: производства, обусловленной необходимостью создания специальных технологических средств.

 Широкое применение  единичной технологии в масштабе  всего 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 отличающимся по 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 огромном разнообразии разработок и практически не находят применения на других предприятиях.

Все перечисленные негативные стороны единичной технологии послужили причиной поиска нового вида технологии, свободной от этих недостатков. Первым шагом в этом направлении явилась разработка типовой технологии, когда в 30-е годы XX века проф. А. П. Соколовский высказал идею типизации технологических процессов.

Типовой технологический  процесс характеризуется единством  содержания 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 собой группу схожих изделий, среди которых выбирается типовой представитель, обладающий наибольшей совокупностью свойств  изделий, вошедших в эту группу. На типовой представитель разрабатывается  пошаговый 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 (разработке 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 его проектирование можно затратить больше времени и средств. Пользуясь типовым процессом, рабочий технологический 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, вошедших в один тип. По этому типовому процессу изготавливаются все детали группы, несмотря на то, что они чем-то отличаются друг от друга. В этом и заключается универсальность типового технологического процесса.

Потеря индивидуальности типового процесса заключается в  том, что он не учитывает отмеченные выше различия, специфику изделий, вошедших в один тип. Как известно, в каждом типе из группы деталей выбирают типовую деталь, которая отличается наиболее часто встречающимися конструктивными формами, размерами, требованиями к точности и другими показателями качества. Типовая деталь, как правило, наиболее сложная из всех деталей, вошедших в данный тип. Поэтому если бы для каждой детали из этой группы разработать единичный технологический процесс, то он был бы более 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 ограничений 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 снижает эффективность типизации.

1.1.3 Производственный  процесс

Производственный процесс - это совокупность всех действий людей  и средств производства, направленных на изготовление продукции. Производственный процесс состоит из следующих процессов: основные - это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции; вспомогательные -  это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение всеми видами энергий (электрической, тепловой, пара, воды, сжатого воздуха и т.д.); обслуживающие- это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так и вспомогательных процессов но в результате которых продукция не создается (хранение, транспортировка, технический контроль и т.д.).

В условиях автоматизированного, автоматического и гибкого интегрированного производств вспомогательные и  обслуживающие процессы в той  или иной степени объединяются с основными и становятся неотъемлемой частью процессов производства продукции, что будет рассмотрено более подробно позже.

Технологические процессы, в свою очередь, делятся на фазы.

Фаза - комплекс работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части технологического процесса и связано с переходом  предмета труда из одного качественного  состояния в  другое.

В машиностроении и приборостроении  технологические процессы в основном делятся на три фазы: заготовительная; обрабатывающая; сборочная.

Технологический процесс  состоит из последовательно выполняемых  над данным предметом труда технологических  действий - операций.

Операция - часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем  месте (станке, стенде, агрегате и т.д.), состоящая из ряда действий над каждым предметом труда или группой  совместно обрабатываемых предметов.

Операции, которые не ведут  к изменению геометрических форм, размеров, физико-химических свойств предметов труда, относятся к не технологическим операциям (транспортные, погрузочно-разгрузочные, контрольные, испытательные, комплектовочные и др.).

Операции различаются  также в зависимости от применяемых  средств труда: ручные - выполняемые  без применения машин, механизмов и  механизированного инструмента; машинно-ручные - выполняемые с помощью машин  или ручного инструмента при  непрерывном участии рабочего; машинные - выполняемые на станках, установках, агрегатах при ограниченном участии  рабочего (например, установка, закрепление, пуск и остановка станка, раскрепление и снятие детали и т.д.); автоматизированные - выполняемые на автоматическом оборудовании или автоматических линиях.

Аппаратурные процессы характеризуются  выполнением машинных и автоматических операций в специальных агрегатах (печах, установках, ваннах и т.д.).

Принципы - это исходные положения, на основе которых осуществляется построение, функционирование и развитие производственного  процесса.

Соблюдение принципов  организации производственного  процесса - одно из основополагающих условий  эффективной деятельности предприятия.

Экономическая эффективность  рациональной организации производственного  процесса выражается в сокращении длительности производственного цикла изделий, в снижении издержек на производство продукции, улучшении использования  основных производственных фондов и  увеличении оборачиваемости оборотных  средств.

1.1.4 Групповой  технологический процесс

Групповой технологический  процесс - это процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Такой процесс создается с  использованием определенных классификационных  признаков. Таковыми являются технологические  признаки, которые позволяют создать  для группы заготовок общую наладку  оборудования и использовать общую  технологическую оснастку. Работа по созданию групповых технологических  процессов проводится только для  отдельных предприятий вне зависимости  от типа производства.

Групповые технологические  процессы появились как развитие типовых процессов, но в первых технологическая  классификация заготовок связывается  с видами обработки на станках  определенных групп - токарных, револьверных, сверлильных, фрезерных и пр. В  группе объединяются заготовки, у которых  имеется общность обрабатываемых поверхностей или их сочетаний. При этом (в отличие  от типовых процессов) в одну группу могут попасть заготовки различных  конфигураций и разного служебного назначения.

Формирование группы заготовок  проводится на основе учета ряда признаков. Важнейшим является общность геометрических элементов, составляющих конфигурацию заготовки (цилиндрические, конические поверхности, канавки, фаски, резьбы, торцовые поверхности). Геометрическая точность и шероховатость, общая для заготовок, является вторым признаком для формирования их в группу. Кроме того, группа создается  из заготовок однородного материала  и близких по своим размерам.

Формирование групп проводится также с учетом серийности выпуска  деталей и трудоемкости их изготовления. Собственно групповую обработку  классифицируют также по отдельным  групповым операциям. Так, возможна групповая обработка на уровне заготовительного производства, или на уровне отдельных  операций, проведения специфических  операций и др., а также создание групповых технологических процессов  для изготовления детали в целом.

Группа заготовок обрабатывается по общему технологическому маршруту на специализированном рабочем месте. Его особенностью является возможность  проведения под- наладки средств технологического оснащения. При реализации общего технологического маршрута для отдельных заготовок некоторые операции могут быть пропущены целиком, или при их проведении может быть пропущена обработка отдельным инструментом, а также проведена подналадка инструментов и приспособлений (например, сверл, положения упоров, схем закрепления и др.).

Мероприятия такого типа вполне себя оправдывают экономически, так  как позволяют приблизить преимущества массового и крупносерийного  производств к условиям серийного, мелкосерийного и единичного производств. Однако, указанное сближение возможно лишь в том случае, если подналадка будет по своему характеру незначительной, а время на ее осуществление - минимальным. Наиболее успешно групповая обработка применяется, если одна или две группы заготовок обрабатываются на одном станке в течение месяца. При этом за счет специализации станка растет производительность обработки.

Экономические соображения  играют весьма существенную роль при  формировании группы заготовок. При этом приходится преодолевать ряд технологических и организационных препятствий особенно в условиях мелкосерийного производства, когда партия заготовок составляет 5-10 шт. Желание загрузить станок в течение месяца приводит к необходимости объединить в группу заготовки до 60-80 наименований, но это в свою очередь требует многопереходных настроек станков, работу без совмещения переходов и без специальных инструментов и приспособлений. В результате производительность по сравнению с работой на станках, настраиваемых на изготовление одной, а не группы деталей, снижается. Установление по классификационным признакам состава группы для данного предприятия приводит к созданию комплексной заготовки. Она должна содержать в себе все поверхности, встречающиеся у заготовок, входящих в группу.

Допустим, что в группу занесли заготовки, имеющие различные  конфигурации наружных поверхностей (верхний  ряд) деталей, необходимых определенному  предприятию в данный период времени. Эти же детали имеют различные  конфигурации внутренних поверхностей (показаны в нижнем ряду).

Комплексная заготовка должна наследовать как наружные, так  и внутренние поверхности. Тогда  металлорежущий станок настраивают  на изготовление комплексной заготовки, хотя она может и не требоваться  производству. Изготовление же любой  группы детали на таком станке возможно без серьезной переналадки с  пропуском в работе отдельных  инструментов. Групповая наладка  особенно удобна для станков токарно-револьверной группы.

Для некоторых других станков  понятие комплексной заготовки  теряет смысл. Групповые технологические  процессы дают наибольший эффект, когда  изготовление связано с применением  одной операции (например, токарная револьверная обработка). Вместе с тем, после групповой обработки детали данной группы могут быть разобщены  и отдельные представители группы могут входить в другие группы (например, для отдельных операций). Развитие групповой технологии вызвало  к жизни создание быстро- переналаживаемых приспособлений. Как правило в их основе лежит постоянная составная часть в виде корпусной детали, на которой устанавливают быстросъемные элементы, изменяемые в зависимости от вида заготовки.