Принципы разработки технологического процесса

Методы аттестации технологических  процессов. Технологический процесс  представляет собой сложную систему, совокупность свойств которой определяет пригодность ее для обеспечения  высоких показателей эффективности  производства. Соответствие конкретного  технологического процесса современным  требованиям по совершенствованию  техники и технологии, повышению  эффективности производства и качеству продукции определяется аттестацией  его уровня. Целью аттестации уровня технологических процессов является выявление внутренних резервов по реализации конкретных мероприятий, повышающих эффективность  производства и качество продукции  при снижении всех материальных затрат. Под уровнем технологического процесса понимают совокупность численных показателей, характеризующих прогрессивность  методов и средств осуществления  технологического процесса.

Прогрессивность технологического процесса характеризуется высшей производительностью  труда при условии максимального  использования средств автоматизации  и механизации производства, а  также обеспечением при этом высокого качества и стабильности параметров изготавливаемых изделий. В основу аттестации технологии заложены параметры, которые регламентируются положениями  Единой системы технологической  подготовки производства. При оценке уровня технологического процесса используются основные и. дополнительные показатели. К основным относятся такие, которые непосредственно влияют на производительность труда, эффективность производства и качество продукции. К дополнительным относят факторы, которые оказывают влияние на прогрессивность технологии косвенно. Аттестация технологии проводится периодически на различных ступенях от единичной операции до системы типовых технологических процессов, выполняемых в пределах отрасли. Виды и значения показателей уровня технологии устанавливаются с учетом особенностей производства по соответствующим отраслевым инструкциям. В качестве основных показателей могут быть следующие:

• техническая оснащенность, характеризующая долю механизированного и автоматизированного труда, отнесенная к одному работающему;
• применяемые материалы, характеризующие долю применения прогрессивных материалов в общем объеме используемых материалов;
• обрабатывающий инструмент: характеризует долю прогрессивного инструмента в общем объеме используемого по ходу технологического процесса;
• соответствие технологических процессов и режимов типовым, оценивается состоянием, технологической документации и соблюдением технологической дисциплины;
• качество обработки оценивается процентным отношением стоимости принятых изделий к стоимости всех изготовленных, включающей стоимость забракованных;
• технологическая специализация характеризует соотношение трудоемкости операций, выполняемых на специализированных участках, к общей трудоемкости изготовления изделий.

В качестве, дополнительных показателей оценки уровня технологии могут быть уровень внутрицеховой  механизации транспортирования, коэффициент  доделочных работ и т. п.

В зависимости от значений комплексного показателя условно устанавливают  категории уровня технологии. В мебельном  производстве установлено четыре категории  уровня технологии: низкая, средняя, повышенная и высокая. Оценка уровня технологии проводится аттестационными комиссиями различных уровней. По результатам  оценки составляется карта уровня технологии (КУТ) и определяются мероприятия  по совершенствованию технологии. К  мероприятиям, повышающим уровень технологии, относятся: повышение коэффициента загрузки оборудования; увеличение объемов  кооперированных поставок; снижение простоев оборудования; внедрение более  прогрессивного оборудования; снижение потерь материалов; снижение припусков  на обработку, оптимизация раскроя; использование отходов, применение прогрессивных материалов; использование  инструмента повышенной износостойкости; механизация ручных работ; надлежащий операционный контроль. Важное значение в осуществлении технологических операций имеет организация рабочего места. Инструменты и производственные средства необходимо располагать на рабочем месте так, чтобы для пользования ими затрачивалось минимум усилий и времени.

Новым направлением в организации  труда является эргономика, которая  синтезирует средства искусства  с инженерными решениями и  способствует нахождению эффективных  методов совершенствования производственных процессов. Эргономика увязывает технические  решения с психофизиологическими  возможностями человека, при этом максимум внимания уделяется человеку. Использование положений эргономики повышает производительность труда  на 10%. Труд становится содержательным, творческим и приятным.

 
Разработка технологических процессов (ТП) механической обработки является сложной, комплексной, вариантной задачей, требующей учета большого числа разнообразных факторов.

В комплекс кроме  разработки собственно ТП входит разработка приспособлений, режущего, измерительного и вспомогательного инструмента, нестандартного оборудования и т.д.

В основу разработки ТП закладывается технико-экономический  принцип, предполагающий изготовление изделий в полном соответствии с  их эксплуатационными свойствами, задаваемыми  в конструкторской документации и технических условиях, при наименьщей себестоимости.

Основы методологии  разработки ТП отражены в стандартах единой системы технологической  подготовки производства (ЕСТПП). Общие правила разработки ТП изложены в Р50-54-93-88.

Разрабатываемые ТП должны быть прогрессивными, обеспечивать повышение производительности труда  и качества изготовляемых изделий, сокращение трудовых и материальных затрат на их реализацию, обеспечивать выполнение всех требований безопасности труда, а также быть экологически чистыми, без вредных недопустимых воздействий на окружающую среду.

ТП разрабатывают  на основе имеющихся типовых или групповых ТП. По назначению разрабатываемые ТП разделяют на рабочие (с ориентировкой на конкретные производства с их оборудованием в соответствии с особенностями вспомогательных цехов и традициями), и проектные (перспективные), ориентированные на все прогрессивное, перспективное.

В зависимости от количества наименований изделий, для  которых разрабатывается ТП: одно изделие, группы однотипных и разнотипных  изделий, ТП разделяют на три вида: единичные, типовые и групповые. Типовые и групповые ТП образуют унифицированный вид ТП.

В зависимости от степени детализации содержания ТП в документах единой системы технологической  документации (ЕСТД) различают ТП маршрутные, операционные и маршрутно-операционные. Общими для названных видов ТП являются основные этапы их разработки.

Для разработки единичных ТП установлены следующие основные этапы Р50-54-93-88.

1. Анализ исходных  данных для разработки ТП.

2. Выбор действующего  типового, группового ТП или поиск  аналога единичного процесса.

3. Выбор исходной  заготовки и методов ее изготовления.

4. Выбор технологических  баз.

5. Составление технологического  маршрута изготовления детали.

6. Разработка технологических  операций.

7. Нормирование  ТП.

8. Определение требований  экологической безопасности.

9. Расчет экономической  эффективности ТП.

10. Оформление ТП  и технологической документации.

Исходную информацию для разработки ТП разделяют на базовую, руководящую и справочную.

Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкторской  документации на изделие и программу  выпуска этого изделия. В задачи данного этапа входит изучение рабочего чертежа детали, ее конструкции и  служебного назначения в изделии, технических  требований к рабочим поверхностям, физико-механических свойств материала  детали, анализ технологичности конструкции  детали, разработка конструкторско- технологического кода детали и определение типа производства.

Особое внимание при разработке ТП должно быть уделено  изучению всей информации, заложенной в рабочих чертежах, тщательному  контролю и уточнению этой информации с позиций удовлетворения всех обусловленных  предназначением деталей эксплуатационных свойств, прежде всего рабочих поверхностей.

При изучении рабочего чертежа детали и технических  условий на ее изготовление важным является также установление нагрузок, воспринимаемых деталью и ее поверхностями, температурные условия работы, выявление  поверхностей трения деталей, а также  подвергаемых коррозионным и эрозионным воздействиям, и другие данные о  служебном назначении детали.

Обеспечение технологичности  конструкции изделий является одной  из основных функций подготовки производства, предусматривающей взаимосвязанное  решение конструкторских и технологических  задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том  числе и монтаж вне предприятия-изготовителя, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Анализ технологичности  проводится в соответствии с требованиями стандартов ЕСТПП (ГОСТ 14.205 и ГОСТ 14.206).

Показатели, характеризующие  трудоемкость, материалоемкость, унификацию конструкций элементов детали, требования к точности разнообразных параметров, сопоставляют с аналогичными показателями деталей, принятыми в качестве базовых. Детали по технологическому классификатору группируют по признакам, определяющим общность ТП их изготовления.

Группирование деталей — обязательное условие типизации ТП, обеспечивающих внедрение наиболее прогрессивных форм организации производства, позволяющее создать поточное производство и специализировать рабочие места таким образом, чтобы они всегда были готовы принять для обработки любые детали и сборочные единицы данной производственно-технологической фуппы.

 

Рис.1. Структура  полного конструкторско-технологаческого кода детали

Структура полного  конструкторско- технологического кода детали (рис.1) включает пять структурных элементов: 1 - код организации разработчика; 2 - код классификационных группировок конструктивных признаков; 3 - порядковый регистрационный номер (условный); 4 - код классификационных группировок основных технологических признаков; 5 - код классификационных группировок технологических признаков, определяющих вид детали.

На рис. 2 представлена структура кода классификационных  группировок конструктивных признаков, а на рис.3 - то же, но технологических  признаков; при этом переменная часть  технологического кода (структурный  элемент 5) дана применительно к виду детали, обрабатываемой резанием.

Технологический классификатор  с его достаточно широкой системой технологических признаков создает  необходимые условия для решения  многих технологических задач, основными  из которых являются: адресование деталей к ранее разработанным типовым или групповым ТП; группирование деталей по конструктор- скотехнологическому подобию для разработки типовых ТП и группового метода обработки; организация подетальной специализации производственных структур;

 

Рис. 2. Структура кода классификационных группировок конструкционных признаков повышение серийности за счет организации группового производства;

повышение уровня унификации и стандартизации ТП; реализация рекомендаций, изложенных в технологическом классификаторе по выбору металлорежущего и термического оборудования; механизация и автоматизация  обработки различной технологической  информации; использование декодирования  и анализа конструкторско-технологических  признаков деталей для решения  ряда задач, связанных с разработкой  ТП.

 

Рис. 3. Структура  кода классификационных группировок  технологических признаков

 

Существует достаточно большое число методик определений  типа производства по известным номенклатуре изготовляемых изделий и годовой программе их выпуска. Ниже приведены две из таких методик, получивших большую известность.

По первой методике серийность производства определяется количеством изделий в партии (серии):

Производство

..................................Крупные ...................Средние .................Мелкие изделия

Мелкосерийное .........2-5 .............................5-25 .............................10-50

Среднесерийное .......5-25  .........................25-150  .........................50-300

Крупносерийное .....Св. 25 .........................Св. 150 ..........................Св. 300

Более точно тип  производства может быть определен  по соотношению производственного  такта Т к штучному среднему времени Тшт.ср. выполнения наиболее характерных операций в ТП изготовления деталей изделия:

где Тф - действительный годовой фонд времени в часах работы оборудования, связанного с выполнением упомянутых выше характерных операций; Н - годовая программа выпуска изделий.

Ниже приведены  ориентировочные значения коэффициента К для различных типов производств:

K = 1 - массовое производство;

10 > К > 1 - крупносерийное производство;

20 > К > 10- среднесерийное производство;

40 > К > 20 - мелкосерийное производство;

К > 40 - единичное  производство.

Для деталей большинства  изделий машиностроения применяются  практически все известные виды заготовок.

Основными из них  являются сортовой материал и профильный прокат, штампованные заготовки, а также  разнообразные виды отливок. Выбор  заготовки определяется физико-химическими  свойствами материала деталей, их конструктивными  формами и размерами, характером нагрузок, воспринимаемых деталями в  процессе функционирования изделия, а  также типом производства. Сортовой материал применяется во всех типах  производства для заготовок деталей, конфигурация которых близко подходит к профилю сортового материала, когда нет значительной разницы  в поперечных сечениях детали.