Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ВИДЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Технологические процессы по уровню обобщения делятся на два вида: единичный и типовой.

Единичный технологический процесс применим только для изго­товления одного конкретного изделия, а типовой технологический про­цесс - для изготовления группы схожих изделий.

Единичный технологический процесс - это процесс изготовления или ремонта изделия одного 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 техно­логического оборудования, приспособлений, инструментальной оснаст­ки, квалификации рабочих и т. п.).

Наряду с преимуществами единичный технологический процесс имеет и недостатки. Для его разработки требуются большие затраты вре­мени и труда.

Затраты времени на разработку технологического процесса могут во много раз превышать затраты времени на его 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 самого процесса. Чем тщательней и подробней разрабатыва­ется единичный технологический процесс, тем больше времени требуется для его разработки и тем выше должна быть квалификация технолога. Однако в определенных условиях затраты времени на разработку процес­са становятся значительно больше затрат времени на его осуществление Иллюстрацией такого положения может служить технологический про­цесс изготовления деталей на станке с ЧПУ, где его 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 изготовлению. Поэтому в условиях единичного производства при сравнительно малом времени, отводимом на разработку процесса, воз­можность подкрепления принимаемых решений объективными технико- экономическими 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 всего объема изделий данного наименования. Оправдыва­ет себя в массовом производстве и применение специального оборудо­вания, оснастки, отличающиеся высокопроизводи ч-льными рабочими процессами.

Недостатки еДИНИЧНОЙ ТеХНОЛОГИИ В массовом ПрОИЗВОДС і І. Н' проявляются в большой длительности технологической подго: 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 1111 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 со - |><>й группу схожих изделий, среди которых выбирается типовой представитель, обладающий наибольшей совокупностью свойств изде - Iіий, вошедших в эту группу. На типовой представитель разрабатывается пшовой технологический процесс, по которому осуществляется изготов - неиие всех изделий этого типа. В случае отсутствия в конкретном изде - ііии гой или иной характеристики (например, какой-то поверхности) при (ииработке 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.

В целом типовая технология способствует:

1) сокращению разнообразия технологических процессов и внесе­нию однообразия в изготовление сходных изделий:

2) внедрению и распространению передового опыта и достижений науки и техники;

3) упрощению разработки рабочих технологических процессов и сокращению затрат времени на их разработку;

4) сокращению разнообразия средств технологического оснащения технологических процессов;

5) разработке новых высокоэффективных технологических процессов.

Эффективность единичной и типовой технологий будет разной в за­висимости от типа производства. В массовом производстве эффективнее применять единичный технологический процесс, так как он позволяет создать оптимальный технологический процесс, дающий в итоге высокий суммарный экономический эффект.

По мере роста разнообразия выпускаемых изделий, снижения се­рийности их выпуска, величин партий увеличиваются потери времени, связанные с частыми переналадками технологического оборудования и оснастки. В итоге снижается эффективность производства, повышается себестоимость изготовления изделий. 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. С. П. Митрофанов [9].

Если типовая технология направлена на сокращение трудоемкости технологической подготовки производства, повышение эффективности технологических процессов и распространение прогрессивных решений, го групповая технология предназначена для повышения эффективности производственного процесса.

Групповой технологический процесс - это процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологиче­скими признаками.

Групповой процесс нашел применение в мелкосерийном и серийном производстве. Принципиальная сущность групповой технологии заклю­чается, прежде всего, в группировании изделий в технологические груп­пы 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 технологические переходы. Все изделия, закрепленные за этим тех­нологическим процессом, изготовляют партиями.

В качестве комплексного изделия технологической группы служит какое-то изделие из группы или искусственно созданное изделие. Напри­мер, комплексная деталь формируется следующим образом: берется наи­более сложная деталь, которая включает все поверхности других деталей и, если она не содержит всех поверхностей, содержащихся в других дета­лях группы, то к ней искусственно добавляют недостающие поверхности.

Различают групповую операцию и групповой технологический процесс. Групповая технологическая операция разрабатывается для вы­полнения технологически однородных работ при изготовлении группы изделий на специализированном рабочем месте при условии возможно­сти частичной подналадки технологической системы. Групповой техно­логический процесс представляет собой комплекс групповых технологи­ческих операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута группы изделий, эле­ментов.

Применение групповой технологии особенно эффективно тогда, ко­гда на ее основе в серийном и мелкосерийном производствах удается создать групповые 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 отдельным групповым операциям, выполняемым на станках с групповыми настройками, и при широком использовании групповых переналаживаемых приспособ­лений).

Применение групповой технологии тем эффективней, 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 приспособлений, но и из-за необходимости учета календарного планирования по выпуску изделий.

Изделия, изготавливаемые по групповой технологии, хотя и похожи, но имеют и 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 многократного 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 недосток 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 изменить на предприятии применяемую технологию и оборудование, как придется изменять типы и группы. Чтобы свести к минимуму эти недос - іатки, надо классифицировать изделия на группы не по технологическим, 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 одного типа;

Применение группового технологического процесса хотя и увеличи­вает размер партии, но требует повторяемости выпуска изделий, что су­щественно снижает область его 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 приводит к тому, 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, во-первых, 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, 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 существенно снизить разнообразие технологических операций по составу изготавливаемых МП. В итоге упростится разработ­ка технологических процессов, их типизация и группирование деталей при использовании групповых процессов.

Все изложенное справедливо и для сборочных технологических процессов, если сборочную единицу рассматривать как совокупность модулей соединения.

С целью реализации изложенных преимуществ описания изделия как совокупности МП и МС, следует рассматривать построение техноло­гического процесса как компоновку из модулей изготовления МП (МС), 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 со­вершенствования методики разработки технологических процессов, на­чиная с описания изделия.

Модульный технологический процесс -- это технологический про­цесс, построенный из модулей процессов изготовления МП или МС, вхо­дящих в состав изготавливаемого изделия. В основе модульного техноло - I ического процесса лежит объективное существование МП и МС, яв - ияющихся конструктивными элементами изделий. Узкая номенклатура и ограниченное число описывающих их характеристик открывает путь к іипизации конструктивных решений МП, МС. унификации их характе­ристик и на этой основе разработке модулей технологического обеспече­ния изготовления МП и получения МС.

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 иод типовые МП и МС с унифицированными характеристиками, то оно отличается высоким уровнем обобщения, следовательно, широкой областью применения,

Имея технологическое обеспечение на модульном уровне, модуль­ный технологический процесс изготовления, например, детали, строится і недующим образом. Сначала определяется последовательность форми­рования из заготовки всех МП детали, затем из банка данных вызывают - i >1 МТИ, МТБ, МО, МИ, МПр, МКИ, необходимые для изготовления ка­ждого МП, затем МТИ объединяются в операции.

Модульный технологический процесс объединяет в себе преимуще - | іва единичного, типового и группового технологических процессов. Действительно, модульный технологический процесс разрабатывается так же, как и единичный технологический, учитывающий все особенно сти изделия. Однако в отличие от единичного процесса трудоемкость его разработки невысока, так как он строится методом компоновки из имею­щихся модулей технологического обеспечения.

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 боль ше увеличивает ее разнообразие. В итоге для изготовления такого мно жества деталей потребуется большое число типовых технологических процессов.

В отличие от детали МП одного наименования имеет меньшее число вариантов конструктивного решения, содержит, за редким исключением, не более трех поверхностей, что существенно снижает разнообразие МГ1 и уменьшает число типовых модулей технологического процесса.

Идея групповой технологии, заключающаяся в организации техно­логических групп из разных изделий, в условиях модульной технологии решается наилучшим образом. Дело в том, что в силу ограниченной но­менклатуры МП и МС сравнительно просто формировать технологиче­ские группы даже в условиях единичного производства, т. е. не требуется повторяемость выпускаемых изделий.

И в заключение отметим, что модульный технологический процесс приобретает некоторую гибкость, позволяя в ограниченных пределах изменять последовательность операций. Это объясняется тем, что в тра­диционных технологических процессах функционально связанные по­верхности детали могут изготавливаться на разных операциях. Например, такие поверхности детали, как торец, отверстие и шпоночный паз, обра­зующие комплект баз (МПБ311), могут изготавливаться на разных опе­рациях. В результате между операциями возникают сложные размерные связи, которые нарушаются при изменении последовательности опера ции, что может привести к браку. Поэтому изменение разработанного маршрутного процесса недопустимо. 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 по - июляют по-новому строить машиностроительное производство, в основе которого лежит сквозное применение модульного принципа по всей про­изводственной цепочке: изделие - технологические процессы - техноло­гические системы - организация производственного процесса.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

Технологическая подготовка производства (ТПП) - это часть технической подготовки и составляет примерно половину ее трудоемко­сти. ТПП - это совокупность мероприятий, обеспечивающих технологи­ческую готовность производства к выпуску продукции с заданным объе­мом …

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

К основным исходным данным относятся: 1) описание изделия, под­лежащего изготовлению; 2) рабочие чертежи и технические требования на изделие и его элементы; 3) намеченный такт выпуска изделий; 4) ус­ловия, в которых …

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

Основной целью автоматизации ТПП является повышение качества и сокращения сроков решения задач технологической подготовки, сни­жение стоимости и цикла действующей технологической подготовки производства. Передача решения многих задач ЭВМ, постепенное объединение их …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.