Главная Обратная связь

Дисциплины:






Этапы развития типизации ТП



Сущность типизации технологических процессов.

Развитие технологии машиностроения на отдельных этапах характеризовалась до недавнего прошлого глубокой индивидуализацией, как конструктивных форм деталей машин, так и методов их изготовление, что заставляло решать в процессе производства ряд весьма сложных технологических задач.

До начала XIX в. производство значительного числа машиностроительных заводов носило индивидуальный и мелкосерийный характер. Только на отдельных, главным образом военных, заводах имело место серийное, а в ряде случаев и массовое производство в совместном понимании.

Технико-организационная особенность завода этого типа, отличающая их от заводов мелкосерийного, а тем более индивидуального производства, состояла и состоит в резком разграничении во времени процессов подготовки производства и процессов производства. На заводах индивидуального и мелкосерийного производства эти процессы, напротив, либо недостаточно четко разграничены во времени, либо даже совпадают, т.е. подготовка осуществляется в процессе производства.

Сущность технической организации производства заводов крупносерийного производства и массового производства должна быть основана на такой системе перенесения всех конструктивных и технологических параметров, свойственных выверенной конструкции машины-эталону, которая обеспечивает при заданных масштабах производства повторяемость и тождественность данных параметров во всех машинах изготовляемой серии. Этот принцип технической организации производства является характерным и решающим для предприятий с крупными масштабами производства, и степень (полнота) его соблюдения отличает предприятия данного типа от индивидуального и мелкосерийного производства, базирующихся на частных технологических решениях. Стремление к общению частных технологических решений получило свое первоначальное выражение в возникновении идеи типизации технологических процессов.

Основное направление типизации технологических процессов, опиралось на классификацию конструкций деталей машин, различных по конструктивным формам и размерам, и преследовало задачу устранить индивидуальность технологических разработок для каждого случая механической обработки заготовок деталей. Такое направление имело целью значительно упростить систему технической организации индивидуального и мелкосерийного производства и в конечном итоге должно было в известной степени обеспечить создание дополнительных благоприятных предпосылок для применения методов крупносерийного производства.

Однако поиски обобщенных решений при разработке технологических процессов изготовления деталей различных конструкций и классификация их привели к достаточно удобным практическим решениям, в частности, поэтому что классы, группы и подгруппы в системе квалификации нередко создавались не только по объединяющим конструктивным и технологическим признакам, сколько по терминологическим.



В результате такого перехода тот или иной класс деталей оказывался состоящим нередко из технологически разобщенных деталей машин. Это можно объяснить также и тем, что не были предварительно и недостаточной полнотой проработаны технологические предпосылки конструирования деталей машин, обусловливающие необходимость изменений конструктивных форм деталей применительно к торжественной последовательности основных технологических операций.

Совершенно естественно, что на основе квалификации существующих конструкций деталей машин, сложившихся в ряде случаев еще в те времена, когда никаких требований, кроме соответствия целевому назначению, к деталям не предъявляли, трудно было удовлетворительно разрешить задачу типизации технологических процессов.

Своеобразная “наследственность” ранее существовавших индивидуализированных методов конструирования и изготовления нашла свое выражение в конструктивных формах деталей машин, исключавших возможность их классификации по основным совпадающим технологическим принципам. В силу этого совершенно необходимым установить новые дополнительные связи между технологичностью деталей как совокупность технологических предпосылок конструирования их и типизацией технологических процессов.

Это могло быть сделано только на основе предварительного сопоставления и анализа различных конструкций деталей машин. Такой анализ должен в конечном итоге обеспечить необходимое и достаточное технологическое подобие всех сопоставляемых заготовок деталей путем придания этим деталям дополнительных конструктивных особенностей или исключения существующих, конечно, без изменений функций, выполняемых деталями в машине.

Технические предпосылки конструирования заготовок деталей машин применительно к обобщению частных решений - типизации технологический процессов – должны быть основаны на создании одних и тех же господствующих признаков у различных заготовок путем переноса их с одной заготовки на другую. В силу этого обобщение частных технологических решений может быть осуществлено только на основе преемственности конструктивных и технологический признаков.

Отсюда возникает представление о технологическом образе заготовок деталей совпадающего или различного целевого назначения, конструктивные формы и размеры которых ограничены определенными пределами геометрического подобия и таким сочетанием основных поверхностей, которые делают возможной их обработку с одной и той же последовательностью основных операций с одинаковыми точностью и чистотой. Разработка технологического ряда должна быть основана либо на соответствующем подходе к конструированию всех деталей, образующих этот ряд, либо на предварительном выборе из числа уже существующих деталей одной или нескольких, обладающих возможно большим числом основных конструктивных признаков, могущих быть перенесенными на другие, отличные от них, конструкций деталей машин без нарушения особенностей устройства и качества работы этих деталей в собранной машине.

Все технологические процессы, спроектированные для таких деталей, могут быть использованы и для обработки всех остальных деталей общего с ними ряда, т.е. могут быть типизированы. Отсюда ясно, что типизация технологических процессов является одним из основных факторов, обеспечивающих дальнейшее развитие технологии машиностроения. Типизацию технологических процессов можно осуществить в трех направлениях:

1) типизация технологических процессов применительно к существующим конструкциям деталей машин;

2) типизация технологических процессов применительно к измененным конструкциям деталей машин;

3) типизация технологических процессов применительно к специально спроектированным конструкциям деталей машин.

Понятно поэтому, что технологичность, как совокупность технологических предпосылок конструирования деталей машин должна рассматривается не применительно к экономичности и удобству обработки только одной отдельно взятой детали, как это обычно имеет место, а сточки зрения преемственности, т.е. создания ряда общих конструктивных и технологических признаков в различных конструкциях заготовок или деталей машин с целью включения их в один и тот же ряд.

Работа по типизации разбивается на два этапа:

1) классификацию и

2) разработку самих процессов и решение отдельных технологических задач.

Конструктивное обоснование типизации технологических процессов деталей машин как одного из важнейших факторов технологических преемственности должно предопределять внедрение нормализованных деталей и узлов приспособлений, нормализованных и гибких наладок. Это значительно изменит организационно – технический профиль заводов мелкосерийного производства и способствовать установлению новых экономических границ применимости методов крупносерийного производства в условиях индивидуального и мелкосерийного выпуска. Если переход от частных конструктивных решений к обобщенным находит свое выражение в построении конструктивных рядов на основе конструктивной преемственности, то построение технологических рядов, в свою очередь обуславливает переход от частных технологических решений к обобщенным, находящим свое практическое выражение в технологической преемственности.

Из того следует, что типизация технологических процессов должна быть связана с классификацией деталей машин по преемственным – конструктивным и технологическим признакам. Только наличие преемственных признаков определяет конкретное содержание типизации технологических процессов. Такая точка зрения основана на принципиальной сущности идеи типизации, которую следует рассматривать как один из важнейших факторов технологической преемственности.

Под технологической преемственностью понимается такое направление в технологии машиностроения, при котором для изготовления деталей различных конструкций технологический процесс разрабатывался применительно к одной из них, выбираемой в качестве основания – базовой детали – для всех деталей, обладающих в различной степени тождественными признаками.

Все эти детали как производные совместно с основанием образуют технологический ряд, применительно к которому и разрабатывается типовой технологический процесс.

Технологические ряды бывают двух рядов:

А) с параллельной обработкой детали;

Б) с последовательной обработкой.

Типовой технологический процесс должен быть рациональным в конкретных производственных условиях и разрабатываться на основе анализа множества действующих и возможных технологических процессов на производство типовых представителей групп изделий. Типизация технологических процессов базируется на классификации объектов производства и осуществляется на трех уровнях: государственном, отраслевом и на предприятии. Классификатор деталей (изделий) должен создаваться с использованием ЭВМ. Для этой цели в память ЭВМ необходимо ввести такую конструкторскую информацию: номер чертежа детали, вид и марку материала и его массу, габаритные размеры детали; вид поверхностей – плоскость, цилиндр, отверстие, резьба, зубчатая поверхность, шар, криволинейная поверхность и т. п. и их размеры; шероховатость поверхности и точность обработки и другие параметры. Все эти параметры должны быть закодированы.

Сортирование этих параметров (от высших к низшим) дает возможность создать группы деталей, сходных по конструкции и технологии их обработки, для которых возможно применение типовых технологических процессов, являющихся основой для разработки конкретных процессов.

Необходимость каждого этапа, состав задач и последовательность их решения определяются разработчиком типового технологического процесса.

Типовой технологический процесс может быть оперативным, отражающим прогрессивное состояние технологии в настоящий момент времени, и перспективным, предусматривающим его дальнейшее совершенствование с учетом развития науки и техники в области технологии.

Дальнейшим развитием типизации технологических процессов является разработка групповой технологии, которая наиболее эффективна при небольших партиях обрабатываемых деталей и частой переналадке оборудования.

Групповой технологический процесс предназначен для совместного изготовления или ремонта группы изделий различной конфигурации.

Он должен состоять из комплекса групповых технологических операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута изготовления определенной группы изделий. При разработке групповых технологических операций следует предусматривать достаточную величину их суммарной трудоемкости для работы без переналадки технологического оснащения (допускается только частичная подналадка).

Основой разработки группового технологического процесса и выбора общих средств технологического оснащения является комплексное изделие, которое может быть одним из изделий группы или искусственно созданным (условным).

Групповые технологические процессы и операции разрабатываются для всех типов производства только на уровне предприятия в соответствии с требованиями ГОСТ 14.301–83* и ГОСТ 14.316–75*.

Исходная информация для разработки групповых технологических процессов и операций определяется по ГОСТ 14.303–73*. Руководящая информация дополнительно должна включать данные, содержащиеся в действующих групповых технологических процессах и операциях, классификаторах изделий, оборудования и оснастки. Справочная информация должна содержаться в документации на действующие типовые и единичные технологические процессы, в описаниях прогрессивных методов обработки, а также в ведомостях трудоемкости изделий и других нормативных материалах.

Основные этапы разработки групповых технологических процессов включают анализ исходных данных, группирование изделий, количественную оценку групп предметов, нормирование технологического процесса. Остальные этапы аналогичны основным этапам разработки типовых технологических процессов, определяемых ГОСТ 14.303–73*.

Правила организации группового производства определяются ГОСТом.

К специализированным подразделениям группового производства могут быть отнесены цехи и участки группового производства и групповые поточные линии.

Групповая технология создает условия для применения методов серийного и крупносерийного производства даже при небольшом числе изготовления каждого отдельного изделия, что позволяет использовать все преимущества серийного и крупносерийного производства.

Использование типовых и групповых технологических процессов позволяет повысить производительность труда и снизить себестоимость продукции за счет применения наиболее прогрессивного технологического оборудования, процесса производства в целом и оснастки. При этом сокращаются число разнообразных технологических маршрутов, трудоемкость и длительность технологической подготовки производства.

 

Технологичность конструкции изделия

Конструкцию машины или детали принято называть технологичной. Если она позволяет в полной мере использовать для изготовления наиболее экономичный технологический процесс, обеспечивающий ее качество при надлежащем количественном выпуске.

Являясь одним из свойств конструкции, технологичность дает возможность снизить трудоемкость изготовления изделия и его себестоимость. Опыт машиностроения показывает, что путем повышения технологичности конструкции машины можно получить дополнительно сокращение трудоемкости ее изготовления на 15-25% и снижения себестоимости на 5-6%. Например, стоимость обработки отверстия диаметром 8 мм на глубину свыше 90 его диаметров в несколько раз превысила бы стоимость всех остальных операций по изготовлению корпуса цилиндра приведенного на рисунке 1.

Рисунке 1 – Пример нетехнологичной конструкции корпуса гидравлического цилиндра

 

Из-за специфики конструкций и условий производства невозможно дать всеобъемлющие рекомендации по поводу того, какую конструкцию изделия считать технологичной или нетехнологичной, поэтому ограничимся несколькими примерами, поясняющими лишь смысл этих представлений.

На рисунке 2. с левой стороны расположены примеры нетехнологического оформления конструкций деталей и их элементов, с правой стороны те же конструкции, но более технологичные.

Обработка отверстия со стороны наклонной и криволинейной поверхности (рисунок 2. а) затруднена тем, что при врезании сверло будет скользить и может сломаться. Без канавки для выхода шлифовального круга (рисунок 2 б) переход от цилиндрической к плоской поверхности получится с закруглением. Долбить шпоночный паз во втулке до упора (рисунок 2 в) невозможно; необходимо отверстие (кольцевая выточка) для выхода резца. Обработка сквозного ступенчатого отверстия проще, чем обработка двух отверстий с противоположных сторон втулки (рисунок 2 г).

Рисунок 2 – Примеры нетехнологичных и технологичных конструкций деталей

 

Размещение крепежных отверстий в корпусе на сплошной полке (рисунок 2 д), а не на лапках позволяет обрабатывать поверхность полки на проход и воспользоваться преимуществами многоместной обработки. Если отверстия дополнить цековками, то необходимость в обработке полки отпадает. Фасонные отверстия (рисунок 2 е) могут быть обработаны только протяжкой и вырубкой в листовом материале, что экономично лишь при большом объеме выпуска изделий.

Вопрос создания технологичных конструкций машин и их деталей необходимо рассматривать комплексно. Например, для валов наиболее технологичной является бесступенчатая цилиндрическая поверхность. Однако такая конструкция вала усложнила бы конструкцию сборочной единицы из-за усложнения конструкции сопрягаемых с валом деталей и введения дополнительных деталей.

Технологичность конструкции машины или детали тесно связана с их количественным выпуском. Объясняется это тем, что при различных объемах выпуска изделий в единицу времени и по неизменным чертежам используют оборудование и технологическую оснастку различной производительности и с разными первоначальными затратами. Например, конструкция оси (рисунок 3) технологичная при ее изготовлении в многоместном приспособлении на горизонтально-фрезерном станке (рис.24.3 а) при увеличении объема выпуска становится нетехнологичной. Возросший объем выпуска привел к использованию карусельного типа оборудования, что потребовало изменения одного из конструктивных элементов оси (рисунок 3 б) – введения криволинейной поверхности определенного радиуса.

Рис.24.3 Технологичные конструкции оси.

 

Не редки случаи, когда с понятием о технологичности отождествляется понятие об экономичности конструкции. Так как источники экономии затрат различны, то смешивать эти понятия недопустимо. Более технологичная конструкция может оказаться не экономичной. Так, на рисунке 4. представлены две конструкции подшипника скольжения.

Первая из них будет более технологичной из-за простоты конструкции, а следовательно, и более экономичного технологического процесса изготовления. Технологический процесс изготовления второй втулки более сложен и дорог. Однако то, что втулка первой конструкции целиком изготовляется из дорогостоящей бронзы, а вторая имеет лишь бронзовый вкладыш в стальном корпусе, делает конструкцию последней более экономичной.

Рисунок 4 – Технологичная (а) и экономичная (б). но менее технологичная конструкция подшипника скольжения

 

Понятие о технологичности конструкции распространяется не только на технологические процессы изготовления, но и на процессы технического обслуживания и ремонта машины.

 

Унификация конструкций машин

Под унификацией машин понимают использование в различных машинах одних и тех же сборочных единиц и деталей. Унификация позволяет увеличить объем выпуска унифицированных изделий и организовать для их изготовления специальные цеха и заводы с применением передовой технологии и организации производства. Выпуск в больших объемах одинаковых изделий на специализированных заводах открывает возможность использования более дорогого, но более производительного оборудования, инструмента и технологической оснастки, способствующих снижению трудоемкости изготовления изделий. Широко известными унифицированными изделиями являются подшипники качения, электродвигатели, детали и узлы автомобилей и т.д. Например, Горьковский автомобильный завод использовал в грузовых автомобилях ГАЗ-51А –55%, ГАЗ-52-03 – 71%, ГАЗ-53 – 62,3%, ГАЗ-66 – 42,5% унифицированных деталей.

Унификация изделий приводит к существенным экономическим выгодам, получаемым в результате увеличения объемов их выпуска. Установлено, что снижение себестоимости изделий при переходе от мелкосерийного их производства к массовому достигает 75% и более.

 

Типизация технологических процессов

Под типизацией технологических процессов понимают разработку технологических процессов на изготовление типовых деталей, сборочных единиц и машин в целом, отражающих наиболее передовой опыт и достижения промышленности, науки и техники.

Машины или детали делят на классы. Классом называют совокупность изделий (машин, СЕ или деталей), обладающих близостью служебного назначения.

Сходство служебного назначения изделий порождает сходство требований, которым должна удовлетворять машина, СЕ или деталь, близость конструктивных форм, размеров и других качественных показателей.

В каждом классе машин, СЕ и деталей выбирают типовую машину, СЕ или деталь. Типовой называют деталь (машину, СЕ), наиболее полно представляющую служебное назначение данного класса. Типовая деталь (машина, СЕ) должна охватывать все конструктивные элементы, присущие данному классу деталей, отличаться наиболее высокими требованиями к точности размеров, изготовляться из материала, соответствующего служебному назначению деталей данного класса. В случае, если ни одна деталь данного класса не отвечает в полной мере указанным требованиям, то разрабатывают конструкцию детали-представителя, учитывающую особенности всех деталей, составляющих класс.

При разработке технологии изготовления конкретной детали из технологического процесса типовой детали выбирают операции и переходы, касающиеся ее конструкции, указывают численные значения ее размеров и требований к точности. Порядок же обработки заготовок остается общим для всех деталей, включенных в класс.

Разработку типовых технологических процессов ведут с учетом типа производства. Для разных объемов выпуска изделий будут свои типовые технологические процессы, ориентированные на применение наиболее производительного оборудования и технологической оснастки, экономичных для данного типа производства.

Типовые технологические процессы способствуют следующему:

- облегчению труда технологов и сокращению затрат времени на разработку технологии изготовления новых изделий;

- сокращению циклов подготовки производства новых изделий;

- внедрению в производство наиболее передового опыта и достижений науки и техники;

- выявлению потребностей в новых видах оборудования и технологической оснастки;

- отработке технологичности конструкции машины, СЕ и деталей.


Метод групповой обработки заготовок деталей

В массовом и крупносерийном производстве увеличение производительности процессов изготовления деталей достигается главным образом за счет применения высокопроизводительных специальных оборудования и технологической оснастки.

В мелкосерийном и единичном производстве, где объемы партий изготовляемых деталей обычно невелики, обходятся в основном универсальными средствами производства. Специальные приспособления и инструмент применяют лишь в исключительных случаях.

Метод групповой обработки предоставляет возможность расширить применение более производительного оборудования в мелкосерийном и единичном производстве. Его сущность сводится к следующему.

Детали, подлежащие изготовлению, группируют по близости их служебного назначения. Что приводит к общности конструктивных форм, материалов, размеров, требований к точности. В группе выбирают наиболее сложную деталь и для каждой операции ее технологического процесса разрабатывают схему настройки станка. Другие детали, входящие в группу. Могут быть изготовлены на данной операции либо без поднастройки станка и с использованием только части инструмента, установленного на станке, либо с частичной заменой инструмента и частичной поднастройкой станка. Затраты подготовительно-заключительного времени при этом существенно сокращаются. Большая производительность используемых станка и технологической оснастки уменьшает штучное время.

Например, для изготовления каждой из деталей, показанных на рис.24.5, при условии, что объемы партий не будут превышать 10 шт., вероятнее всего будет избран универсальный токарно-винторезный станок. Однако объединение втулок в группу А, колец в группу Б и валиков в группу В позволяет вести изготовление групп деталей на токарном станке с ЧПУ, используя групповые настройки.

Рисунок 5 – Объединение деталей в группу

 

Метод групповой обработки используют в среднесерийном производстве при создании переналаживаемых агрегатных станков и автоматических линий. Благодаря методу групповой обработки стала возможна автоматизация мелкосерийного и единичного производства и построение ГПС.

 

Выбор наиболее экономичного варианта технологического процесса

Для сопоставления двух и большего числа возможных вариантов технологического процесса с целью выбора наиболее экономичного можно использовать графоаналитический метод. Для этого все расходы, связанные с осуществлением каждого варианта, делят на две группы: не зависящие и зависящие от числа подлежащих изготовлению изделий.

В первую группу включают расходы на оборудование, приспособления и комплект инструментов. Во вторую группу включают расходы на заработную плату рабочих и наладчиков, расходы на материалы, содержание, эксплуатацию и амортизацию оборудования, приспособлений и инструментов.

Если обозначить первую группу расходов через b, вторую через m и число изделий через x, то себестоимость изготовления x изделий (рис.24.6):

.

Рис.24.6. Графическое сопоставление себестоимости трех различных вариантов технологического процесса

 

Для сравнения нескольких вариантов технологического процесса, например трех, необходимо составить три уравнения:

 

 

 

.

 

каждое из которых дейcтвительно при своих предельных значениях x, что и отображает график, приведенный на рисунке 6. Первый вариант технологического процесса будет экономичнее при и , второй – при , а третий - при и при больших значениях .

Изложенный метод позволяет правильно и быстро выявлять наиболее экономичный вариант технологического процесса применительно к данным производственным условиям.

 

Экономические связи в производственном процессе

Под экономическими связямив производственном процессе изготовления машины следует понимать отношения между затратами живого и овеществленного труда, определяющими себестоимость единицы продукции.

Количественную сторону экономических связей наиболее полно отображает формула себестоимости единицы продукции. Слагаемые себестоимости получают первоначальные значения при разработке конструкции машины и построении технологического и производственного процессов ее изготовления.

Выбор материала деталей и разработка их конструктивных форм; выбор методов достижения требуемой точности машины и расчет конструкторских размерных цепей; выбор вида и формы организации производственных процессов сборки машины и изготовления деталей; выбор способов получения заготовок и их обработки; выбор технологического, транспортного и других видов оборудования; их планировка и т.д. сопровождаются экономической оценкой принимаемых решений.





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...