ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ

СОСТАВ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА И ОБЩАЯ МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ ЕГО ДОКУМЕНТАЦИИ

Производственный процесс изготовления заданных из­делий включает различные технологические, контрольные и транс­портные операции. Рациональное последовательно-параллельное осуществление всей необходимой для изготовления заданных изде­лий совокупности этих операций должно обеспечивать своевре­менное и удовлетворительное в технико-экономическом отноше­нии выполнение программы проектируемого производства.

11ри современном развитии науки о сварке и сварочной тех­ники стало возможным расчетным путем определять рациональные режимы сварки, свойства металла сварных соединений, величину сварочных деформаций и напряжений, а также режимы техноло - I пческих способов по предупреждению либо снятию их в изготов­ляемых конструкциях. В связи с этим в современной практике проектирования технологических процессов сварочной техники получили применение научно обоснованные инженерные расчеты. (Особенно широко применяют расчетные методы определения опти­мальных режимов сварки, обеспечнввющих получение сварных соединений высокого качества.

Практически доказано, что обеспечение основных показателей качества сварных изделий — работоспособности, точности и тех­нологичности с одновременным снижением трудоемкости и себе - I іонмости конструкций в современных условиях достигается ис­пользованием расчетных методов в проектировании научно обос­нованной технологии и механизации их производства. При этом проект технологического процесса изготовления сварной продук­ции должен включать не только комплексную разработку всех к'мшческих вопросов производства, но и сравнительный экономи­ческий анализ возможных рациональных вариантов технологии им отопления заданных конструкций.

Производственный процесс в сборочно-сварочных цехах обычно подразделяют на два основных и весьма различных процесса - 1) изготовление деталей и 2) сборка и сварка сборочных единиц и в целом заданных изделий. В этом комплексе ведущим и обус- ловливвющим выпуск продукции сборочно-сварочного цеха яв­ляется процесс сборки и сварки. Процесс же изготовления деталей должен обеспечивать сборку и сварку бесперебойной подачей деталей требуемого качества и надлежащей точности. Поэтому он выполняет подчиненную роль в сварочном производстве. Кроме того, как отмечено ранее (п. 3), изготовление деталей может быть организовано в самостоятельном заготовительном цехе. Тогда проектируемый сборочно-сварочный цех включает в основном процессы сборки и сварки деталей, сборочных единиц и изделий. В связи с этим ниже особое внимание уделено сборочно-свароч­ным процессам.

При разработке проекта цеха для единичного и мелкосерий­ного изготовления сварной продукции производственный процесс обычно заимствуют из соответствующего типового проекта и кор­ректируют его применительно к заданной программе производ­ства либо составляют маршрутную технологию изготовления изде­лий заданной программы.

Разработка маршрутного технологического процесса заклю­чается в установлении последовательного перечня операций по изготовлению в проектируемом цехе деталей заданного изделия и операций сборки и сварки их в сборочные единицы и изделие в целом. В общем случае для проектируемого сборочно-сварочного цеха такой перечень может включать необходимые технологиче­ские операции (см. гл. IV), закрепляемые за определенными ти-j пами оборудования или рабочих мест и относящиеся к следующим группам работ:

предварительная обработка металла, включающая очистку, правку и раскрой крупных (громоздких) кусков проката на транс­портабельные заготовки размерами, указанными в картах раскроя проката для заданных изделий;

изготовление деталей и их обработка, включающие наметку (или разметку) подлежащих изготовлению деталей на заготовках соответствующего сортамента проката, последующую вырезку этих деталей, придание им заданных по чертежу размеров и формы, зачистку от заусенцев, грата, ржавчины и окалины, а также покрытие их токопроводящими грунтами для консервации при межоперационном хранении;

сборка и сварка деталей в сборочные единицы разной степени сложности;

общая сборка и сварка сборочных единиц в целое изделие и зачистка поверхностей сварных швов;

контроль качества сварных соединений и приемочные испыта­ния, предусмотренные техническими условиями для заданных изделий;

поверхностные покрытия изделий, включающие грунтовку и окраску готовой продукции, а также другие отделочные работы.

В процессе составления маршрутной технологии выясняют необходимые для ее выполнения типы технологического, кон - I рольного и транспортного оборудования и оснастки, намечают специальности и квалификацию (разряд) рабочих, требуемую численность их на каждом рабочем месте и устанавливают (приб­лиженно) продолжительность работ на всех рабочих местах. В этих случаях трудоемкость изготовления сборочных единиц и изделий (необходимую для последующих расчетов количественного состава элементов производства) определяют по показателям ранее вы­полненных проектов или по отчетным данным действующих пере­довых предприятий, изготовляющих аналогичные либо конструк­ційно подобные изделия (после соответствующей корректировки * гпх показателей и данных применительно к особенностям задан­ного проекта). Надлежит также использовать данные соответ - I снующих типовых проектов с оформлением результатов разра- (югкн проектируемой маршрутной технологии в соответствии с требованиями ГОСТ 3.1419—74 «Единая система технологической документации. Правила оформления документов на типовые тех­нологические процессы сварки».

Выбирать оборудование и оснастку, а также назначать состав рабочих следует с учетом указаний, приведенных в гл. IV. Ре­зультаты этой работы вносят в ведомость маршрутного технологи­ческого процесса, которую используют в дальнейшей разработке проекта.

При составлении технического проекта (либо в стадии «рабочие чертежи») технологический процесс разрабатывают с необходимой степенью детализации (в зависимости от типа проектируемого производства) в два этапа: предварительная и окончательная (детальная) разработка.

Предварительная разработка технологического процесса вклю­чает:

расчленение изделий (по их чертежам) на сборочные единицы г выделением базовых деталей;

установление рациональной последовательности рабочих опе­раций — сборочных, сварочных, технического контроля и транс - іюр гных, включая выбор наиболее целесообразных способов юорки и сварки каждого изделия на основе технико-экономичес­кою сравнения различных рациональных вариантов технологии их выполнения (см. п. 17);

выбор и назначение способов обработки металла и установле­ние рациональной последовательности рабочих операций по изго - Iоплошно деталей и их подготовке в соответствии с выбранным (поеобом сварки и техническими условиями по обеспечению тре­буемого качества заданной продукции;

выбор типов сборочного, сварочного, станочного и прочего производственного оборудования и оснастки, необходимых

Рис. 3. Кузов шахтной вагонетки:

1 — лобовина штампованная с отбор - товкой; 2 — боковина, сваренная из трех листов; 3 — полосы жесткости продольные; 4 — то же, поперечные; 5 — накладка; 6 — поперечина распор­ная

для осуществления намеченного технологического, про­цесса.

Выполнение перечисленных выше проектных работ сопровож­дается обычно составлением графических схем (рис. 2) производ­ственного процесса сборочно-сварочных работ (либо краткими описаниями, заменяющими эти схемы) и заполнением ведомости сборочных единиц, учебный пример составления которой приме­нительно к несложному изделию (рис. 3) показан в табл. 6. Со­гласно указаниям в п. 16 по обеспечению минимальной длитель­ности цикла изготовления продукции в поточном производстве, в данном примере выполнено расчленение заданного изделия на возможно большее число сборочных единиц. Технологический процесс, указанный в табл. 6, представляет собой часть произ­водственного процесса, описанного ниже (см. п. 48) и осуществлен­ного в поточной линии изготовления шахтных вагонеток.

В результате предварительной разработки технологических процессов устанавливают наиболее целесообразный для произ­водства заданных изделий вариант расчленения их на сбороч­ные единицы и наиболее рациональные в технико-экономическом отношении способы выполнения отдельных видов работ. Эти спо­собы служат основой окончательной детальной разработки тех­нологического процесса.

Детальную разработку технологических процессов выполняют по каждому отделению (участку) проектируемого цеха в отдель­ности. По сборочно-сварочным отделениям разрабатывают про­цессы сборки и сварки одной транспортной партии сборочных единиц (изделий), а при поштучной их передаче (в отделении цеха) — процессы сборки и сварки сборочных единиц и изделий. По заготовительному отделению проектируемого цеха детальный технологический процесс составляют на предварительную обра­ботку единицы проката металла и на последующую обработку одной транспортной партии деталей. При этом трудоемкости

Всех операций определяют путем их технического нормирования, а продолжительности работ на каждом сборочно-сварочном стенду и на каждом станке — посредством составления циклограмм^ этих работ (см. п. 16). Значения трудоемкостей на годовую про­грамму производства получают умножением отдельных трудоем­костей (сборки, сварки, обработки и т. п.) изготовляемой расчет­ной единицы (транспортной партии) на соответствующее количе­ство таких единиц в годовой заданной программе.

В целях ускорения проектирования указанные технологиче­ские разработки выполняют по всем отделениям сборочно-свароч­ного цеха одновременно. В результате детальной разработки тех­нологических процессов должны быть достигнуты:

наименьшая возможная трудоемкость всех производственных операций (сборочных, сварочных, предварительной и последую-] щей механической и термической обработки и пр.) путем исполь­зования высокопроизводительных способов и приемов работ, рациональных сборочных приспособлений (с учетом необходимых мероприятий по предупреждению деформаций свариваемых изде­лий), совершенной аппаратуры и оборудования, комплексной механизации и автоматизации подлежащих выполнению работ;

минимальная продолжительность производственного цикла изготовления изделий в соответствии с заданным количеством их на годовую программу;

минимальное общее требуемое число рабочих, участвующих в выполнении технологического процесса, за счет совмещения профессий, многостаночного обслуживания и комплексной меха­низации и автоматизации производства;

наилучшее (с высокой загрузкой) использование производ­ственного, транспортного и вспомогательного оборудования; наименьшее количество отходов материалов; наименьший возможный расход производственной энергии.

В целях наиболее удобного расположения всех записей и рас­четных данных разработку технологических процессов выпол­няют на особых бланках, называемых ведомостями технологи­ческого процесса, технологическими картами и инструкционными картами. Эти бланки после их заполнения составляют докумен­тацию разработки технологического процесса. Содержание ее зависит от степени детализации разработки технологического процесса, требуемой для разных типов проектируемого произ­водства.

Разработка технологии изготовления изделий единичного и мелкосерийного производства ограничивается составлением тех­нологических маршрутных ведомостей. В проектах цехов (отделе­ний, участков) серийного производства для основных наиболее характерных и сложных изделий составляют технологические карты, а для прочих изделий — технологические маршрутные ведомости. Для всех изделий крупносерийного и массового произ­водства составляют подробные технологические карты, допол-

■•..смыв (преимущественно при массовом производстве) инструк­ционными картами для каждого рабочего места или по каждой операции.

Для производственных процессов, выполняемых в сборочно - пырочных отделениях цеха, содержание упомянутых выше форм шкументации проектируемого технологического процесса сво­їй їси к следующему.

Технологические маршрутные ведомости должны включать: І) наименование и условное обозначение (марку) изготовляемого и іделия; 2) название и условное обозначение (номер) сборочной единицы изделия, на сборку и сварку которого составлена ведо­мы-п.; 3) число данных сборочных единиц в одном изделии; 4) на­меченную величину изготовляемой партии данных сборочных 1-цинпц изделия или расчетное значение такта выпуска его (см. и 20); 5) перечень деталей, входящих в состав данной сборочной • Липины, с обозначением для каждой из них марки и характери­стики материала, чистой массы и числа на сборочную единицу; (>) название цеха (отделения, пролета, участка и рабочего места)—■ ипотовителя данной сборочной единицы; 7) указания, откуда должны поступить детали на сборку и сварку и куда должна быть исправлена изготовленная сборочная единица; 8) последователь­ный перечень операций — технологических, технического кон - іроля и подъемно-транспортных, подлежащих выполнению при сборке и сварке данной сборочной единицы; 9) указания по каж­дой операции о типах необходимых орудий производства (сбороч­ного приспособления, сварочной машины, контрольно-испыта - іельного аппарата, рабочего и мерительного инструмента и т. п.), н также устройств по технике безопасности (защитные очки, щитки н маски, ширмы, занавески и т. п.); 10) сведения по каждой опера­ции о требуемом числе рабочих необходимой специальности и квалификации (разряда); 11) укрупненные нормы трудоемкости либо времени на выполнение каждой операции.

Технологические карты, помимо общих сведений, помещаемых в технологических маршрутных ведомостях (см. п. 1—7), должны содержать: 8, а) последовательный перечень всех операций (ос­новных, вспомогательных, дополнительных и технического кон­троля) с подразделением их на отдельные переходы; 9, а) сведения но каждому переходу, перечисленные выше в позиции 9, включая данные о принятых способах и режимах сварки; 10, а) сведения по каждому переходу, перечисленные выше в позиции 10;

11, а) нормы трудоемкости либо времени на выполнение каждого перехода и операции в целом, а также расходы (на сборочную еди­ницу и изделие в целом) основных и вспомогательных материалов (электродов, присадочной проволоки, флюсов, газов и т. д.), топлива и соответствующих видов производственной энергии. Кроме того, в технологических картах должны быть помещены эскизы собираемых и свариваемых сборочных единиц, включая (при дуговой и газовой сварке) эскизы поперечных сечений свар­ных швов с обозначением последовательности выполнения их слоев, а также прочие необходимые сведения.

Инструкционные карты составляют подобно технологическим картам, но отдельно на каждую операцию (или ряд последова­тельных операций, выполняемых на одном рабочем месте), с эски­зами и достаточно подробными описаниями каждого перехода, включая сведения о рациональной организации труда и технике безопасности на данном рабочем месте.

Помещаемые в технологических и инструкционных картах дан­ные о принятых режимах сварки должны включать все необходи­мые параметры, обеспечивающие для каждого выбранного способа сварки требуемое высокое качество и эксплуатационную надеж­ность заданных сварных соединений с указанием на использова­ние при их выполнении надлежащих марок, размеров и количеств грисадочных материалов, защитных газов, а также типов приме­няемых машин, аппаратуры и оснастки.

В практике проектирования обычно разделяют детальную раз - ];аботку технологического процесса на две части, существенно различающиеся между собой. Первую часть, представляющую собой собственно технологическое проектирование производствен­ного процесса (см. п. 13 и 14), называют планированием технологи­ческого процесса. Эта часть включает составление последователь­ного перечня операций технологического процесса и определение го каждой операции режима ее выполнения, необходимых типов оборудования, оснастки, числа и квалификации рабочих. Вторая, заключительная часть детальной разработки технологии производ- с"ва, называемая нормированием технологического процесса (см. п. 16), содержит необходимые подсчеты по определению трудоем - юсти и продолжительности каждой операции, а также затрачи - вюмых на их выполнение количеств материалов и производствен - юй энергии.

В итоге описанной разработки технологического процесса по кіждой операции устанавливают требуемый качественный состав ошовных элементов проектируемого производства. Кроме того, п/тем подсчетов значений годовой трудоемкости по каждому пре­дусмотренному виду станочных и ручных работ получают исход - ние данные для определения необходимого количественного со- пава элементов производства (см. п. 25—27).

В последние годы, в целях достижения необходимых полноты, тсчности и высокого качества проектных разработок (конструк - тсрских, технологических и подготовки производства), обеспечи - ваощих высокую производительность проектируемых промышлен - ннх предприятий, все вопросы оформления указанных разработок подверглись стандартизации. Результаты этой стандартизации п{едставлены в следующих трех группах стандартов: 1) Еди­на система конструкторской документации (ЕСКД); 2) Еди­на система технологической документации (ЕСТД) и 3) Еди­на система технологической подготовки производства (ЕСТПП).

Выборка из указанных групп основных стандартов, используе­мых в проектировании сварочных производств, помещена ниже. В этих стандартах помещены необходимые сведения по составле­нию упоминавшихся выше маршрутных ведомостей, технологи­ческих карт и другой документации.

ГОСТ 2.312—72 ЕСКД. Условные изображения и обозначе­ния швов сварных соединений.

ГОСТ 2.313—68 ЕСКД - Условные изображения и обозначения швов неразъемных соединений.

ГОСТ 3.1102—74 ЕСТД. Стадии разработки и виды документов.

ГОСТ 3.1108—74 ЕСТД. Комплектность документов в зависи­мости от типа и характера производства.

ГОСТ 3.1110—75 ЕСТД. Правила оформления документов, применяемых при автоматизированном проектировании техноло­гических процессов. Документы общего назначения.

ГОСТ 3.1402—74 ЕСТД. Правила оформления документов на раскрой и отрезку заготовок.

ГОСТ 3.1406—74 ЕСТД. Правила оформления документов на сварку.

ГОСТ 3.1413—73 ЕСТД. Правила оформления документов на сварку трением.

ГОСТ 3.1417—74 ЕСТД. Правила оформления документов на процессы пайки.

ГОСТ 3.1419—74 ЕСТД. Правила оформления документов па типовые технологические процессы сварки.

ГОСТ 3.1423—75 ЕСТД. Правила оформления документов на изготовление изделий на автоматических линиях.

ГОСТ 3.1426—76 ЕСТД. Правила оформления документов, применяемых при автоматизированном проектировании техноло - тческих процессов. Сварка.

ГОСТ 3.1427—77 ЕСТД. Правила оформления документов на процессы пайки волной припоя, погружением в расплавленный припой, индукционной, электродуговой, электросопротивлением, электронным лучом, оптическим излучением, плазменной.

ГОСТ 3.1430—78 ЕСТД. Правила оформления документов па единичные и типовые (групповые) процесссы пайки.

ГОСТ 3.1502—74 ЕСТД. Правила оформления документов на технический контроль.

ГОСТ 14.201—73 ЕСТПП. Общие правила отработки конст­рукции изделия на технологичность.

ГОСТ 14.202—73 ЕСТПП. Правила выбора показателей тех­нологичности конструкции изделий.

ГОСТ 14.203—73 ЕСТПП. Правила обеспечения технологич­ности конструкции сборочных единиц.

ГОСТ 14.204—73 ЕСТПП. Правила обеспечения технологич­ности конструкции деталей.

ГОСТ 14.301—73 ЕСТПП. Общие правила разработки техноло­гических процессов и выбора средств технологического оснащения.

ГОСТ 14.302—73 ЕСТПП. Виды технологических процессов

ГОСТ 14.303—73 ЕСТПП. Правила разработки и применения типовых технологических процессов.

ГОСТ 14.304—73. ЕСТПП. Правила выбора технологического оборудования.

ГОСТ 14.305—73 ЕСТПП. Правила выбора технологической оснастки.

ГОСТ 14.306—73 ЕСТПП. Правила выбора средств техноло­гического оснащения процессов технического контроля.

ГОСТ 14.309—74 ЕСТПП. Правила применения средств ме­ханизации и автоматизации производства.

ГОСТ 14.311—75 ЕСТПП. Правила разработки рабочих тех­нологических процессов.

ГОСТ 14.316—75 ЕСТПП. Правила разработки групповых технологических процессов.

ГОСТ 14.317—75 ЕСТТП. Правила разработки процессов кон­троля.