1.* Основные понятия и определения технологии машиностроения

Производственный процесс представляет собой совокупность

всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта выпускаемых изделий.

Производственный процесс не может осуществляться вне времени и без затрат живого и овеществленного труда. Он включает в себя не только обработку деталей на различных станках, но также и контроль качества, транспорт и хранение продукции на складах, орга- низацию обслуживания рабочих мест энергией, СОЖ и т.д. Сюда же входит вся обширная область подготовки производства. Производст- венный процесс может рассматриваться в рамках завода, цеха, участ- ка и т.д. Мы будем рассматривать технологический процесс, который является частью производственного процесса, содержащую действия по изменению и последующему определению состояния предмета про- изводства, т.е. характеризующуюся изменением формы, шероховато- сти, размеров и взаимного расположения поверхностей детали или ее свойств. Технологические процессы механической обработки сопро- вождаются изменением формы, шероховатости, размеров и взаимного расположения поверхностей детали. Изменение физических свойств детали, в основном, происходит в процессах термообработки, старе-

ния и т.д. Технологический процесс выполняется на рабочих местах.

Рабочее место - часть производственной площади цеха, на ко- торой размещены один или несколько исполнителей работы и обслу- живаемая ими единица технологического оборудования или часть конвейера, а также оснастка и (на ограниченное время) предметы про- изводства. На рабочем месте располагаются: инструмент, приспособ- ления, технологическое и подъемно-транспортное оборудование, стеллажи для хранения заготовок деталей или сборочных единиц. Ра- бочим местом может быть станок, верстак и т.д.

Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Объекты производства

К объектам производства относятся:

- изделие;

- полуфабрикат;

- заготовка;

- исходная заготовка;

- основной материал (материал);

- вспомогательный материал;

- комплектующее изделие; - производственная партия;

- операционная партия; - сборочный комплект;

- задел;

- типовое изделие.

Дадим определения перечисленным объектам производства:

Изделием по ГОСТ 2.10*-68 ЕСКД называется любой предмет

или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделия, в зависимости от их назначения, делят на из- делия основного и вспомогательного производства. К изделиям ос- новного производства следует относить изделия, предназначенные для поставки (реализации), а к изделиям вспомогательного производ- ства относят изделия, предназначенные только для собственных нужд предприятия, изготовляющего их. Причем, устанавливаются следую- щие виды изделий: а) детали; б) сборочные единицы; в) комплексы; г) комплекты.

Изделия, в зависимости от наличия или отсутствия в них состав- ных частей, делят на: а) неспецифицированные (детали) - не имею- щие составных частей; б) специфицированные (сборочные единицы, комплексы, комплекты) - состоящие из двух и более составных час- тей.

Причем, понятие «составная часть» следует применять только в отношении конкретного изделия, в состав которого она входит, а составной частью может быть любое изделие (деталь, сборочные еди- ницы комплекс, комплект).

Различают еще покупные изделия, к которым относятся изделия, не изготовляемые на данном предприятии, а получаемые им в гото- вом виде, кроме получаемых в порядке кооперирования.

Дадим определения составным частям изделия:

Деталь - изделие, изготовленное из однородного по наименова-

нию и марке материала, без применения сборочных операций. На- пример: болт, винт, литой корпус, пластина из биметаллического лис- та и т.д. или эти же изделия, подвергнутые покрытиям (защитным или декоративным) или изготовленные с применением местной пайки, сварки, сшивки и т.п., например: винт подвергнутый хромированию, трубка спаянная или сваренная из одного куска листового материала. Сборочная единица - изделие, составные части которого подле-

жат соединению между собой на предприятии изготовителе сбороч- ными операциями, например: автомобиль, редуктор, сварной корпус; электрооборудование станка, готовальня и т.д.

Комплекс - два и более специфицированных изделия, не соеди- ненных на предприятии изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатацион- ных функций, например: цех-автомат, автоматическая телефонная станция, корабль, большие краны и т.д. В комплекс кроме изделий, выполняющих основные функции, могут входить детали, сборочные единицы и комплекты, предназначенные для выполнения вспомога- тельных функций, например: детали и сборочные единицы, предна- значенные для монтажа комплекса на месте его эксплуатации, ком- плект запасных частей и т.д.

Комплект - два и более изделия, не соединенных на предпри- ятии изготовителе сборочными операциями и представляющих набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомога- тельного характера, например: комплекты запчастей, инструментов, упаковочной тары и т.п.

Виды изделий и их структура Следующим объектом производства является полуфабрикат (ГОСТ 3.1109-82) - предмет труда, подлежащий дальнейшей обра- ботке на предприятии-потребителе.

Заготовка - предмет труда, из которого изменением формы,

размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают де- таль.

Исходная заготовка - заготовка перед первой технологической операцией.

Основной материал - это материал исходной заготовки.

Вспомогательный материал - материал, расходуемый при вы-

полнении технологического процесса дополнительно к основному ма- териалу, например, материал, расходуемый при нанесении покрытия, сварке, пайке, закалке и т.д.

Комплектующее изделие - изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприяти- ем-изготовителем. Составными частями изделия могут быть детали и сборочные единицы.

Производственная партия - группа заготовок одного наимено- вания и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или не- прерывно в течение определенного интервала времени.

Операционная партия - производственная партия или ее часть, поступающая на рабочее место для выполнения технологической операции.

Сборочный комплект - группа составных частей изделия, кото- рые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части.

Задел - производственный запас заготовок или составных час- тей изделия для обеспечения бесперебойного выполнения технологи- ческого процесса.

Типовое изделие - изделие, принадлежащее к группе изделий близкой конструкции, обладающее наибольшим количеством конст- руктивных и технологических признаков этой группы.

Элементы технологических операций

Различают следующие элементы технологических операций:

Установ - часть технологической операции, выполняемая при

неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы.

Технологический переход (переход) - законченная часть технологи- ческой операции, характеризуемая постоянством применяемого инстру- мента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.

Вспомогательный переход - законченная часть технологической

операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, ко- торые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховато- сти поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода (установка заготовки, смена инструмента и т.п.).

Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, шерохова- тости поверхности или свойств заготовки.

Вспомогательный ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента от- носительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, разме- ров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходи- мого для выполнения рабочего хода.

Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно за- крепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.

Средства выполнения технологического процесса

Средствами выполнения технологического процесса являются:

Технологическое оборудование (оборудование) - орудия произ-

водства, в которых для выполнения определенной части технологиче- ского процесса размещают материалы или заготовки, средства воз- действия на них и, при необходимости, источники энергии (металло- режущие станки, прессы, литейные машины, испытательные стенды и т.д.).

Технологическая оснастка (оснастка) - орудия производства, добавляемые к технологическому оборудованию для выполнения оп- ределенной части технологического процесса (режущий инструмент, установочные приспособления, калибры и т.д.).

Наладка - подготовка технологического оборудования и оснаст- ки к выполнению определенной технологической операции (установ- ка приспособления, режущих инструментов, переключение скорости или подачи и т.д.).

Подналадка - дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) оснастки в процессе работы для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.

Характеристики процессов

Производственный цикл - это календарное время периодически

повторяющегося производственного процесса.

Цикл технологической операции (цикл операции) - интервал ка- лендарного времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа, одновременно изго- товляемых изделий.

Такт выпуска (такт) - интервал времени, через который перио- дически производится выпуск изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения.

Величину обратную такту выпуска называют ритм выпуска.

Норма времени - регламентированное время выполнения техно-

логической операции в определенных организационно-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации.

Нормой выработки называют устанавливаемое количество из- делий, которое должно быть изготовлено в единицу времени (час, ми- нуту). Единицей измерения нормы выработки является число штук изделий, произведенных в единицу времени, с указанием квалифика- ции работы, например, *2*0 шт. в ч., работа третьего разряда.

Штучное время - отношение календарного времени выполнения технологической операции к числу изделий одновременно изготавли- ваемых на одном рабочем месте.

Трудоемкость - количество времени, затрачиваемое рабочим при нормальной интенсивности труда на выполнение того или иного технологического процесса или его части.

Используются следующие понятия трудоемкости:

- фактическая трудоемкость - количество времени фактиче-

ски затрачиваемого работающим на выполнение работы;

- расчетная (нормативная) трудоемкость - то количество

времени, которое должно быть затрачено на выполнение той или иной работы.

Станкоемкость - время, которое фактически занят или должен быть занят станок, несколько станков или других видов оборудования для выполнения отдельных или всех операций по изготовлению дета- ли или целого изделия.

Типы производства и их характеристики. Виды организации производства

В машиностроении различают три основных типа производства:

единичное, серийное и массовое.

Кроме количественных различий между основными типами производства имеются и существенные качественные отличия, отно- сящиеся к применяемому оборудованию, технологической оснастке, методам обработки, организации производства и т.д.

В единичном производстве каждое изделие изготовляется в од- ном или нескольких экземплярах. Единичное производство по орга- низационно-техническому уровню является низшим типом машино- строительного производства.

Заводы единичного производства не имеют четко выраженной специализации. Их особенностью является широкая, разнообразная номенклатура изготовляемых изделий. В единичном производстве применяются универсальные станки общего назначения, универсаль- ные приспособления и нормальные инструменты, используемые при обработке самых разных деталей. Специальная оснастка применяется лишь в тех случаях, когда без нее невозможно обеспечить требуемое качество продукции. Детали устанавливаются и обрабатываются в ос- новном по разметке. Из-за отсутствия приспособлений много времени затрачивается на установку, выверку и крепление деталей, а при сборке на слесарную обработку и пригонку, для чего требуются высо- коквалифицированные рабочие. Поэтому в единичном производстве низкая производительность труда и высокая себестоимость. В совре- менном машиностроении удельный вес единичного производства не- высок.

При серийном производстве изделия каждого типоразмера изго- товляются от 5¼10 до нескольких тысяч штук в год. Изделия и их де- тали периодически изготовляются по неизменным чертежам в тече- ние определенного промежутка времени партиями. В зависимости от количества изделий, деталей или заготовок в серии производство ус- ловно делят на мелко-, средне- и крупносерийное. Особенностями се-

рийного производства по сравнению с единичным являются:

*) менее разнообразная номенклатура изготовляемых деталей; 2) применение специализированных станков, например, ре-

вольверных, многорезцовых и др.;

3) применение специальных станочных и сборочных приспо-

соблений и специальных инструментов;

4) частичная специализация станков по роду выполняемой ра-

боты, за каждым станком в цехе закрепляются определенные детали, поступающие на станок партиями через определенные промежутки времени.

Эти особенности серийного производства позволяют достигать более высокой производительности труда и значительно снизить се- бестоимость продукции.

Массовое производство характеризуется большими объемами выпуска одинаковых изделий от нескольких тысяч до миллионов штук в год. Это позволяет загрузить каждое рабочее место выполне- нием одной операции над деталью одного наименования и осущест- вить полную специализацию станков. Массовому производству свой-

ственны следующие особенности:

1) более узкая номенклатура изделий, чем в серийном произ- водстве и резко выраженная специализация завода (выпускаются из-

делия только одного типа и даже одного типоразмера);

2) применение высокопроизводительных специальных станков (автоматов и полуавтоматов), настроенных на обработку большого

количества одинаковых деталей;

3) широкое применение многошпиндельных и многоинстру-

ментных одношпиндельных станков;

*) более широкое применение высокопроизводительных специ-

альных приспособлений и инструментов;

5) высокая, вплоть до полной, взаимозаменяемость деталей.

Производственные процессы в массовом производстве делятся

на два вида: поточный и непоточный.

Под поточным видом организации производственного процесса понимается такой его вид, при котором детали в процессе их произ- водства находятся в движении, причем это движение осуществляется с постоянной величиной такта. Это значит, что поступившая на пер- вую операцию заготовка сразу же после окончания операции переда- ется на вторую, после окончания которой - на третью и т.д. до по- следней операции, после окончания которой, готовая деталь подается на сборку, т.е. через равные промежутки времени, кратные такту.

Время пролеживания детали между операциями также равно или кратно такту.

Под непоточным видом организации производственного про- цесса понимается такой вид, при котором детали в процессе их произ- водства находятся в движении с различной продолжительностью опе-

раций и пролеживания между ними, в результате чего процесс осуществляется с меняющейся величиной такта.

Основные направления развития технологии маши-

ностроения

Основными направлениями развития технологии машинострое-

ния являются:

*) Создание новых методов обработки.

2) Совершенствование существующих методов обработки (по-

вышение уровня механизации и автоматизации производственных процессов, ускорение производственных процессов на основе внедре- ния поточного производства).

Первое направление включает создание и внедрение следующих

методов обработки:

- электромеханическая и электроэрозионная обработка,

- электрогидравлическая, электрохимическая, электроабразив-

ная и ультразвуковая обработка,

- обработка электронным лучом и плазменной струей, с при-

менением квантовых генераторов (лазеров),

- электро-ферромагнитная обработку и др.

Перечисленные методы обработки наряду с такими мероприя-

тиями как использование в качестве инструментов атомов воды и их частиц, а также естественных и искусственных алмазов, развитие об- работки давлением с высокими скоростями, индукционного метода прессования являются одним из основных направлений совершенст- вования технологии в машиностроении.

Второе направление включает:

1) унификацию машин и механизмов;

2) приближение формы заготовки к форме готового изделия;

*) специализацию и совершенствование металлорежущего обо-

рудования;

4) совершенствование обрабатывающего инструмента и повы-

шение съема металла при резании;

5) комплексную технологию в машиностроении;

6) механизацию, автоматизацию и создание автоматических ли-

ний и заводов;

7) использование вычислительной техники для решения техно- логических и организационных задач.