Пути повышения эффективности производства изделий

возможность применения прогрессивных технологических процессов, высокопроизводительного оборудования и более совершенных методов организации труда, что требует наличия в деталях или сборочных единицах определенных конструктивных элементов;

   - удобство технического обслуживания и ремонта в процессе эксплуатации, что требует внесения в конструкцию определенных элементов.

      Разнообразие  изделий и многочисленность факторов, влияющих на технологичность, не позволяют установить единые требования к конструкции изделий. Рассмотрим требования к конструкции изделий в зависимости от его уровня.

     Требования  к изделию как  к сборочной единице, обеспечивающие повышение его технологичности, можно разделить на общие и зависящие от конкретных технологических методов сборки и условий их применения. Общие требования перечислены ниже:

1. Минимальное число сборочных единиц и деталей в изделии и минимальное число деталей в сборочных единицах (чем меньше деталей, тем меньше трудоемкость сборки).
2. Отсутствие взаимосвязанных технических условий на конструкцию изделия (наличие взаимосвязанных технических условий существенно усложняет процесс их обеспечения).
3. Отсутствие параллельно связанных размерных цепей (наличие параллельно связанных размерных цепей в изделии повышает трудоемкость как технологической подготовки сборки изделия, так и трудоемкость самого процесса сборки).

     В процессе сборки изделия, содержащего  параллельно связанные размерные цепи, при достижении точности методом пригонки или регулировки нередко получается так, что погрешность из одной размерной цепи переходит в другую. Это бывает тогда, когда в качестве компенсирующего выбирают общее звено.

4. При обеспечении точности размерных цепей желательно применение в первую очередь методов полной и неполной взаимозаменяемости.
5. Наличие у изделия базовой детали (желательно, чтобы не только изделие, но и все его сборочные единицы имели базовые детали). Базовая деталь должна отличаться высокой жесткостью, чтобы ее упругие деформации практически не влияли на точность расположения сборочных единиц и деталей изделия.
6. Обеспечение определенности базирования деталей в изделии за счет создания у деталей полных комплектов конструкторских баз и соответствия их требованиям к базам.

     Обеспечению определенности базирования способствует наличие у деталей полных комплектов конструкторских баз и соответствие их правилам базирования. Если эти условия не выполняются, то, с одной стороны, возникают единичные и многократные изменения положения деталей в машине во время ее эксплуатации, т.е. неопределенность базирования, а с другой, - трудности в обеспечении заданной точности в процессе сборки машины.

7. Наличие типовых и унифицированных элементов в изделии, что существенно упрощает и сокращает технологическую подготовку производства, ее трудоемкость и сроки.
8. Возможность разделения изделия на сборочные единицы. Изделие приобретает высокую степень технологичности, если его механизмы устройства, агрегаты одновременно являются и его технологическими сборочными единицами. Это дает возможность осуществлять сборку из предварительно собранных и проверенных сборочных единиц, организовывать параллельную сборку, строить сборочный процесс в форме общей сборки и сборки технологических сборочных единиц, применять поточный вид организации сборочных процессов.
9. Сборочные единицы должны быть рассчитаны на минимальное количество различных видов технологических процессов сборки (соединение болтами, клепкой, сваркой, пайкой и т.д.), быть по возможности простыми и представлять собой законченное изделие для определенного 
   производственного участка, а также иметь минимально возможное количество сочленений.

10. Конструкция сборочной единицы должна обеспечивать возможность проведения регулировочных и контрольных операций; частные регулировки   не  должны   нарушать  регулировки  сложной  сборочной единицы.
11. Конструкция  изделия  должна предусматривать возможность его сборки без сложных приспособлений, желательно с одной стороны, а также свободный доступ для монтажа всех деталей и сборочных единиц и измерения подвода инструментов к местам соединения деталей.
12. Для удобства ремонта и обслуживания изделия его конструкция должна быть удобной для разборки; необходимо предусматривать применение простых инструментов для регулировки, различного рода съемников и других несложных приспособлений. Безусловно, не рекомендуется восстанавливать и ремонтировать детали, трудно извлекаемые из машины, требующие специальной оснастки, дорогого технологического процесса и др.

      При создании конструкции следует заранее предусматривать, какие элементы, детали или агрегаты подлежат в течение срока службы замене или восстановлению и какое число раз; в первую очередь имеются в виду быстроизнашивающиеся элементы рабочего оборудования, например, кромки ножа, отвала, зубья ковша землеройных и землеройно-транспортных машин и т.п.; их крепление с одной стороны должно быть прочным и надежным, а с другой стороны, - быстроразъемным.

     Повышение технологичности  конструкции детали обеспечивается следующими мероприятиями:

   1.   Малое число поверхностей детали: чем меньше поверхностей, тем меньше трудоемкость изготовления детали.

   2.   Малая протяженность обрабатываемых поверхностей, повышенная точность заготовок, что сокращает трудоемкость механической обработки.

3. Удобство и надежность базирующих поверхностей для установки заготовок при обработке, совмещение установочных и измерительных баз.
4. Достаточная жесткость детали, при которой силы резания и за крепления не порождают ощутимых деформаций, что позволяет вести обработку на высоких режимах.
5. Обеспечение возможности удобного подвода режущего инструмента и измерительных средств к обрабатываемым поверхностям, сокращение пути врезания инструмента, обеспечение его свободного выхода.

   6.   Выполнение обрабатываемых поверхностей выступающими над необрабатываемыми, что обеспечит удобство подвода инструмента и обработку напроход нескольких поверхностей. Обработка напроход-это снятие слоя материала с одной или нескольких поверхностей заготовки при свободном входе и выходе инструмента.

   7.   При выборе баз следует стремиться к совмещению конструкторской, технологической и измерительной баз. На чертеже все размеры проставляют от таких совмещенных баз. При несоблюдении этого условия приходится вводить технологические размеры, удлинять размерныецепи и ужесточать допуски на составляющие размеры.

8. Большое влияние оказывает конструкция детали на производительность обработки. При выборе конструктивных решений деталей необходимо предусматривать дополнительные элементы, связанные с правильной  ориентацией,   размещением   инструмента  при   изготовлении, удобством сборки и разборки соединений.
9. Для повышения технологичности рекомендуется предусматривать сквозные отверстия, так как их обрабатывать значительно легче, чем глухие. Конфигурация глухих отверстий должна быть увязана с конструкцией применяемого осевого инструмента, например, зенкера или развертки и др.

4. Автоматизация производства.

     Целью автоматизации производства является повышение производительности труда, улучшение качества продукции, устранение человека от непосредственного участия в производственном процессе и в первую очередь от тяжелых работ и работ в условиях, опасных для здоровья.

В автоматизации  производства можно выделить два  направления автоматизацию производственных процессов и инженерного труда.

      Автоматизация производства развивалась постепенно. На первой ступени были автоматизированы станки. В станке-полуавтомате автоматизировано управление только рабочим процессом, а загрузка и разгрузка осуществляется человеком. В станке-автомате или автоматической сборочной машине уже автоматизированы дополнительно операции загрузки и разгрузки.

     Следующая ступень автоматизации устранение человека от участия в настройке технологической системы на изготовление первого изделия и ее подналадка во времени.

     Объединение станков-автоматов в линию позволяет  получить более высокий уровень  автоматизации. Применение автоматических линий в крупносерийном и массовом производстве дает существенный экономический эффект.

      Автоматизация в машиностроении в первой половине XX столетия касалась в основном массового производства и только в 50-е годы автоматизация в единичном и мелкосерийном производствах стала осуществляться с помощью станков с ЧПУ.

     Современное производство требует высокой гибкости и мобильности, способности быстро и с минимальными издержками переходить на выпуск новых изделий. Применение станков с ЧПУ способствовало решению этой задачи.

   Станки  с ЧПУ способны сравнительно быстро переналаживаться с обработки одной детали на обработку детали другого типоразмера. При этом существенно сокращаются затраты подготовительно-заключительного времени и вспомогательного времени, автоматизируется процесс обработки, а функции рабочего заключаются главным образом в загрузке и разгрузке станка. Широкоуниверсальные многооперационные станки (обрабатывающие центры) способны за одну установку обработать заготовку с пяти сторон, различными методами: например, сверлением, фрезерованием, растачиванием. При этом на обрабатывающих центрах в силу их высокого качества и уровня автоматизации удается получить более высокий эффект. Однако стоимость обрабатывающих центров на один-два порядка выше при невысокой технологической производительности, так как поверхности заготовки обрабатываются последовательно с одного шпинделя. Таким образом, стоимость одной станко-минуты резко увеличивается.

      Высокая стоимость, невысокая производительность, сложность в эксплуатации и обслуживании станков с ЧПУ сдерживают повышение эффективности производства. Резервы повышения эффективности автоматизации производственных процессов на базе станков с ЧПУ заключаются, прежде всего, в максимальном использовании годового фонда времени.

     Другой  резерв повышения эффективности  автоматизации скрыт в сокращении времени пролеживайия заготовки в процессе ее изготовления. Например, в мелкосерийном производстве заготовка только около 10 % времени находится в рабочей зоне, остальные 90 % она пролеживает у станка или на складе в ожидании обработки, или транспортируется.

     Есть еще один существенный аспект автоматизации, имеющий не столько экономическое значение, сколько социальное, заключающийся в том, что автоматизация освобождает человека oт утомительного, однообразного труда и делает его труд безопасным. Последнее становится все более важным и не толь ко вследствие вредности некоторых видов производств, но и вследствие высокой и постоянно растущей энергонасыщенности станков в производственных помещениях. Это означает существенное повышение концентрации механизмов в помещениях, способствующих опасности нахождения человека в рабочей зоне технологической системы.

     Таким образом, чтобы получить максимальный эффект от автоматизации, последняя должна обеспечить полное использование годового фонда времени работы оборудования, высокую производительность и минимальное пролеживание заготовок в процессе их изготовления. Все это решается созданием гибкого производства на базе безлюдной технологии. Такие гибкие производства получили название гибких производственных систем (ГПС).

     При этом понятие "гибкость" не следует отождествлять с понятием "переналаживаемое", так как последнее предполагает прерывание производственного процесса для переналадки оборудования.

     Создание  полностью автоматизированного  производства начиналось с комплексной  автоматизации с последующим переходом к компьютеризованному интегрированному производству.

      Компьютеризированное  интегрированное производство отличается от комплексной автоматизации тем, что при последней автоматизируются отдельные производственные процессы, функции, задачи (основные, вспомогательные, обслуживающие) без увязки их в единую систему; тогда как интеграция производства предполагает объединение их в единую систему управления, при сохранении автономности их работы.

      Гибкая  производственная система - это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.