Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ПОСТРОЕНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА МОДУЛЬНОМ УРОВНЕ

Сложность создания единой ЭБ заключается в непрерывном росте разнообразия изделий как по конструкции, так и по характеристикам. Соответственно под новые изделия приходится разрабатывать новые технологические процессы и средства их оснащения, разнообразие кото­рых становится все большим из-за их непрерывного развития, совершен­ствования и необходимости учитывать конкретные производственные условия.

В то же время, чтобы от применения ЭБ был эффект, она должна со­держать только такие элементы, которые отличаются высокой устойчи­востью во времени. Таким образом, проблема построения единой ЭБ за­ключается в разрешении противоречия между непрерывно растущим разнообразием изделий и требованием к постоянству элементов техноло­гического обеспечения. Разрешить это противоречие на уровне изделий и технологических процессов не представляется возможным из-за их быст­рой смены, описания их большим числом характеристик, что приводит к росту разнообразия. Решение задачи должно лежать в поиске элементов изделий, длительное время остающимися постоянными, и соответствую­щих им элементов технологического обеспечения.

С другой стороны, как уже отмечалось, в состав ЭБ должны входить элементы, отличающиеся высокой устойчивостью во времени, так как чем дольше применяются элементы ЭБ, тем выше ее эффективность.

Однако это требование к высокой устойчивости элементов входит в противоречие с законом развития, согласно которому на место старого объекта всегда приходит новый объект. В связи с этим для получения наибольшего эффекта от применения ЭБ в ее состав включают только те элементы, которые гарантируют свое существование в течение длитель­ного промежутка времени, но при этом ЭБ должна быть открытой для замены устаревших элементов на новые. На эффективность ЭБ также влияет частота применения элементов, которая в определенной степени зависит от их уровня.

С повышением уровня элемента повышается степень его разнообра­зия, так как он описывается большим числом характеристик, но при этом снижается частота применения. С понижением уровня элемента он опи­сывается меньшим числом характеристик, но при этом увеличивается степень его повторяемости, так как теоретически он может участвовать в ббльшем количестве элементов старшего уровня (например, подшипник реже применяется в изделиях, чем болт или гайка).

Для построения ЭБ кроме связей между элементами технологиче­ского обеспечения необходима их связь с изготавливаемыми изделиями. Это необходимо для поиска соответствующих элементов технологиче­ского обеспечения при разработке технологического процесса.

Элементы изделий, технологических процессов и технологических систем рассмотрены в п. 3.3.2. Если с элементами изделий и технологи­ческих процессов сравнительно ясно, то элементы технологических сис­тем рассмотрим подробнее.

Технологические системы (ТС) состоят из большого множества эле­ментов, и из них нужно выбрать только те, которые непосредственно свя­заны с соответствующими элементами технологического процесса, т. е. с помощью которых технологическая система выполняет свое служебное назначение.

Как уже отмечалось (см. гл. 1.2.), любая ТС выполняет свое служеб­ное назначение с помощью функциональных технологических модулей (МФТ).

У обрабатывающих ТС к МФТ относятся в первую очередь станок (МФТ00), станочное приспособление (МФТ0п)> инструментальная налад­ка (МФТои), контрольно-измерительное устройство (МФТок) и др.

У сборочных ТС к МФТ относятся непосредственно сборочная ма­шина (МФТсо), приспособление (МФТсо), инструментальная наладка (МФТСи). ориентирующее устройство (МФТСу), контрольно-измеритель - ное устройство (МФТск) и др. (см. рис. Е13.5).

Каждый из перечисленных МФТ предназначен для выполнения ТС соответствующей служебной функции. Рассмотрим МФТ на примере обрабатывающих ТС.

Построение ЭБ должно начинаться с установления связей между низшими элементами изделий и (элементами) их технологического обес­печения.

Из рассмотренных элементов изделий наибольшей устойчивостью отличаются МП, МС; в первую очередь именно для них и следует стро­ить ЭБ технологического обеспечения. В связи с этим надо установить прямые связи между МП и МС и технологическим обеспечением; с этой целью воспользуемся производственной цепочкой.

Каждое звено производственной цепочки представляет собой сово­купность элементов разного уровня сложности. Поэтому для каждого звена их элементы распределяют по уровням сложности и установливают между элементами каждого уровня звеньев производственной цепочки горизонтальные связи, т. е. когда элементу изделия соответствует элемент технологического процесса, а последнему - элемент технологической системы (см. рис. 1.13.6).

Звено "изделие". Изделие рассматривается как объект производст­ва и потому состав и иерархию объектов можно представить как цепочку: изделие - сборочная единица - деталь - МС - МП.

Звено "технологический процесс" можно представить цепочкой объектов: технологический процесс - операция - МТС - МТИ.

Звено "технологическая система" можно представить цепочкой объектов: технологическая система - МФТ - МО, МИ, МПр, МКИ. Связи между перечисленными элементами представлены в виде схемы на рис. 1.13.6 (с. 577)

На приведенной схеме видны вертикальные и горизонтальные связи между модулями. Как видно из схемы, объекты каждого звена расставле­ны по вертикали таким образом, что с понижением уровня расположения объекта снижается и уровень его сложности. Таким образом, появляется зависимость степени сложности объекта от уровня его расположения. Представителями изделия на нижнем уровне являются МС, МП и соот­ветствующие им модули технологического обеспечения.

Построение ЭБ на примере изготовления деталей на уровне МП, предполагает следующее:

1) деталь представляется совокупностью МП, МПИ;

2) технологический процесс строится методом компоновки из мо­дулей процессов под изготовление МП;

3) каждый МТИ обеспечен модулями средств технологического ос­нащения: станков, сборочных машин, инструментальных наладок, при­способлений и контрольно-измерительных устройств;

4) кодирование модулей технологического обеспечения осуществ­ляется с учетом связей между модулями;

С этой целью строят классификации МП, МС, затем классификации модулей их технологического обеспечения, которые должны быть объе­динены в систему, отражающую их связи (рис. 3.3.1), затем следует про­вести кодирование всех элементов.

Следующим шагом в построении ЭБ является разработка под изго­товление МП модулей технологического обеспечения: МТИ, МО, МИ, МКИ с учетом их связей.

Сначала должны быть разработаны МТИ на основе известных тех­нологических решений и последних достижений науки и техники. МТИ представляет собой совокупность технологических и вспомогательных переходов определенной последовательности, при этом один МТИ охва­тывает группу вариантов одного типа МП, близких по своим характери­стикам. Однако следует иметь в виду, что в зависимости от количества изготавливаемых МП, материала заготовки под изготовление одного ва­рианта МП могут потребоваться разные МТИ.

Далее для осуществления каждого варианта МТИ разрабатываются и соответствующим образом кодируются МО и МИ, и МКИ. В итоге по­лучаем ЭБ технологического обеспечения типа МП. Аналогичным обра­зом строится ЭБ и для остальных типов МП, а также и МС.

Имеет право на существование в составе единой ЭБ и технологиче­ское обеспечение под изготовление элементов изделий более высокого уровня. Это целесообразно в том случае, если указанные элементы изде­лия отличаются высокой устойчивостью и повторяемостью (в качестве таких элементов могут рассматриваться в первую очередь стандартизо­ванные и унифицированные элементы).

Для локальных ЭБ предприятий состав элементов изделий более вы­сокого уровня определяется в соответствии с устоявшейся номенклату­рой выпускаемых изделий и будет тем больше, чем выше уровень спе­циализации предприятия.

При построении ЭБ технологического обеспечения для элементов изделий следующего уровня сложности их необходимо рассматривать как сумму элементов предыдущего уровня (например, технологическая операция должна состоять из суммы МТИ в соответствии с изготавли­ваемыми МП; инструментальная наладка на операцию должна состоять из соответствующих МИ и т. д.).

Построение единой элементной базы надо начинать с ЭБ технологи­ческого обеспечения МП и МС, а затем по мере целесообразности вво­дить в ее состав технологическое обеспечение элементов изделий боль­шей сложности после их оценки на устойчивость и частоту применения.

Например, если состав МП, изготавливаемых на операциях, стано­вится типовым, то целесообразно вводить его вместе с технологическим обеспечением в ЭБ следующего уровня и т. д., вплоть до типовых техно­логических процессов в модульном исполнении.

В построенной таким образом ЭБ устойчивость элементов во време­ни растет с понижением их уровня, сложности и достигает наивысшего значения на уровне МП, МС. Поэтому этим уровнем ЭБ могут пользо­ваться практически все машиностроительные предприятия, отбирая МП, МС тех типов и характеристик, которые соответствуют выпускаемой ими продукции. Например, часовые заводы будут использовать технологиче­ское обеспечение для изготовления МП, МС малых размеров, а заводы по выпуску гидротурбин - другие МП, МС больших размеров.