конспект лекций ТОМ

— совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта продукции.

Все определения, касающиеся структуры технологического процесса, даны ниже в соответствии со стандартом ГОСТ 3.1109—82 (Процессы технологические, основные термины и определения).

Технологический процесс — часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) последующему определению состояния предмета труда; таким образом, при реализации технологического процесса происходит изменение качественного состояния объекта производства (химических и физических свойств материала, форм, размеров, качества поверхности, внешнего вида объекта и т. д.; в техпроцесс включен также контроль качества); Операция — законченная часть технологического процесса, выполняемая на

одном рабочем месте (или с использованием одной технологической системы).

Установ — часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы. Технологический переход — законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.

Вспомогательный переход — законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхности, но необходимы для выполнения технологического перехода.

Рабочий ход — законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки.

Вспомогательный ход — законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки,

12

но необходимая для выполнения рабочего хода.

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

При разработке маршрута изготовления детали и его структуры рекомендуется следующая последовательность работы:

–выбрать тип заготовки;

–произвести технологическую разметку чертежа, пронумеровав все поверхности, подвергаемые механической обработке;

–всоответствиисрекомендациями таблицсреднеэкономических достижимых точностей обработки выбрать для каждой из пронумерованных поверхностей требуемое количество операций (переходов);

–составить из выбранных таким образом операций маршрут изготовления детали и представить его в виде табл. 1.1;

Таблица 1.1– Маршрут изготовления вала

13

7 Контрольная Контролировать требования согласно чертежа

Примечание: В таблице приведена только номенклатура необходимых операций, а не их количество, которое зависит от точности каждой обрабатываемой поверхности.

Рисунок 1.1 Эскиз вала

– в соответствии с примером можно разработать структурную схему маршрута изготовления детали (рис. 1.1).

Необходимо отметить, что для упрощения маршрута изготовления вала на его эскизе не полностью приведены его элементы и технические требования.

Название и краткое содержание операций, представленных в таблице, соответствуют требованиям стандарта ЕСТД (Правила записи операций и переходов. Обработка резанием).

При построении структурной схемы, для расчета количества рабочих ходов можно воспользоваться следующими ориентировочными значениями максимальных глубин резания:

–при токарной обработке наружных, внутренних цилиндрических и торцовых поверхностей —4 мм;

–при фрезеровании плоскостей —5 мм;

–при зенкеровании —2 мм;

14

–при развертывании —0,2 мм;

–при шлифовании —0,3 мм (при поперечной подаче шлифовального круга 0,005...0,015 мм) на двойной ход или оборот.

1.3.1 Характеристики технологического процесса

Стандарты ЕСТД устанавливают следующие основные характеристики технологических процессов:

–цикл технологической операции – интервал календарного времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготовляемых или ремонтируемых изделий;

–такт выпуска – интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий определенного наименования типоразмера и исполнения;

–ритм выпуска – количество изделий определенного наименования типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени;

–норма времени – регламентируемое время выполнения некоторого объема работ в определенных производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации;

–норма выработки – регламентированное количество деталей, которое должно быть изготовлено в единицу времени;

–штучное время – интервал времени, равный отношению цикла технологической операции к числу одновременно изготовляемых или ремонтируемых изделий или равный календарному времени сборочной операции;

— технологическая себестоимость изготовления детали по всем операциям технологического процесса (цеховая себестоимость)

Соб = L + Z,

где L — основная заработная плата производственных рабочих; Z— сумма всех остальных цеховых расходов.

15

1.4 Трудоёмкость технологической операции

Трудоемкость выполнения технологических операций является критерием эффективности технологического процесса и определяется на основе технически обоснованных норм рабочего времени (ГОСТ 3.1109—82).

Норма времени — регламентированное время выполнения некоторого объема работ в определенных производственных условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации.

Норма выработки — регламентированный объем работы, которая должна быть выполнена в единицу времени в определенных организацион- но-технических условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей квалификации.

Имеются три метода установления норм времени: на основе изучения затрат рабочего времени наблюдением; по нормативам; сравнением и расчетом по типовым нормам. При первом методе норму времени устанавливают путем изучения затрат времени непосредственно в производственных условиях на рабочих местах. Этот метод используют для обобщения передового опыта

идля разработки нормативов. При втором методе производят расчет длительности операции, используя нормативы длительности выполнения отдельных элементов работы (операции). При третьем методе нормирование операции осуществляется приближенно с использованием типовых норм.

Первые два метода нормирования применяют в серийном и массовом производствах, третий — в единичном и мелкосерийном.

Штучное время есть интервал времени, равный отношению цикла технологической операции к числу одновременно изготовляемых или ремонтируемых изделий или равный календарному времени сборочной операции.

Различают подготовительно-заключительное время, основное время, вспомогательное время, оперативное время, время обслуживания рабочего места

ивремя на личные потребности.

16

Подготовительно-заключительное время — интервал времени, затрачивае-

мый на подготовку исполнителя и средств технологического оснащения к выполнению технологической операции и приведению последних в порядок после окончания смены.

Основное время — часть штучного времени, затрачиваемая на изменение и последующее определение состояния предмета труда.

Вспомогательное время — часть штучного времени, затрачиваемая на выполнение приемов, необходимых для обеспечения изменения и последующего определения состояния предмета труда.

Время обслуживания рабочего места — часть штучного времени, за-

трачиваемая исполнителем на поддержание средств технологического оснащения в работоспособном состоянии и уход за ними и рабочим местом.

Время на личные потребности — часть штучного времени, затрачиваемая человеком на личные потребности и, при утомительных работах, на дополнительный отдых.

Штучное время tm для неавтоматизированного производства состоит из элементов:

tш = tо + tв + tт + tорг + tп

где tо – основное (технологическое) время; tв – вспомогательное время;

tт –время технического обслуживания рабочего места; tорг – время организационного обслуживания рабочего места; tп – время перерывов.

Основное время tо затрачивается на непосредственное изменение размеров, формы, физико-механических свойств или внешнего вида обрабатываемой заготовки (станочная, кузнечная, слесарная и другая обработка) или на соединение деталей при сборочных работах. При обработке на станках основное время определяют расчетным методом по формуле

tо = ℓрi/Sм,

где ℓр — расчетная длина обработки, мм (длина хода инструмента в направ-

17

лении подачи); i – число рабочих ходов инструмента; Sм – минутная подача инструмента, мм/мин.

При ручном подводе инструмента расчетная длина обработки представляет собой сумму собственно длины обработки ℓ, размера врезания инструмента ℓв и размера схода (сбега) инструмента ℓсх:

ℓр = ℓ +ℓв + ℓсх

Схема определения расчетной длины обработки для продольного точения показана на рис. 1.2, а.

При автоматическом цикле обработки резанием следует учитывать путь подхода ℓп инструмента к заготовке для облегчения работы инструмента в начале резания. На рис. 1.2, б показан путь ℓп при точении на многорезцовом токарном полуавтомате, на рис. 1.2, в — при продольном фрезеровании, на рис. 1.2, г — при сверлении. Расчетная длина

ℓр = ℓ + ℓп + ℓв +ℓсх

Значения величин ℓп, ℓв иℓсх берутпо нормативнымтаблицам . Значение ℓв можно определить и расчетным путем. Например, при продольном точении по схеме ( см. рис. 1 . 2, а) ℓв = t ctg φ,

где t — глубина резания; при фрезеровании паза (см. рис. 1.5, в) ℓв =

= t(d −tП ) , где tП — глубина паза, d – диаметр фрезы; при сверлении отверстия стандартным сверлом

(см.рис.1.2,г) ℓв = 0,3 d где d — диаметр сверла.

Вспомогательное время tB — время, затрачиваемое на различные действия, обеспечивающие выполнение элементов работы, относящихся к основному времени. Например, на установку и

18

снятие заготовки или собираемого узла, на пуск и останов станка или подъемника, на переключение режимов обработки в процессе выполнения операции, на измерения заготовок или контроль качества сборки узла и др. Вспомогательное время может быть не перекрываемым и перекрываемым. Если вспомогательные работы выполняют не в процессе обработки (например, снятие обработанной заготовки и установка другой), то такое вспомогательное время называют не перекрываемым. Если же часть вспомогательных работ производят в процессе выполнения основной работы, то эта часть вспомогательного времени называется перекрываемой. При расчете нормы времени учитывают лишь ту часть вспомогательного времени, которая не может быть перекрыта машинным временем. Вспомогательное время рассчитывают в соответствии с действующими на данном предприятии нормативами по эмпирическим формулам или на основании хронометражных наблюдений.

Часть штучного времени, равная сумме основного tо и вспомогательного времени tв, называется оперативным временем tоп

tоп = tо + tв

Оперативное время затрачивается на выполнение каждой операции и представляет собой основную часть технической нормы.

Время обслуживания рабочего места tоб включает затраты времени на уход за рабочим местом в течение смены (смазка и чистка механизмов, раскладка и уборка инструмента в начале и в конце смены, уборка рабочего места).

Время обслуживания рабочего места устанавливают на основании нормативов и во многих случаях определяют в процентах (до 4—8 %) к оперативному времени tоп.

Время на личные потребности tп на отдых, производственную гимнастику регламентируют законодательством и исчисляют в процентах к оперативному времени. Для механических цехов tп ≈ 2,5 % от оперативного времени.

В серийном производстве при расчете норм времени на партию необходи-

19

мо учитывать подготовительно-заключительное время. Подготовительно-заключительное время tп.з затрачивается рабочим пе-

ред началом обработки партии заготовок и после окончания задания. К подготовительной работе относится: получение задания, ознакомление с работой, наладка оборудования, в том числе установка инструмента, специального приспособления; к заключительной работе относится: сдача выполненной работы, снятие специального приспособления и режущего инструмента, приведение в порядок оборудования и т. д. Подготовительно-заключитель- ное время зависит от сложности задания, в частности от сложности налаживания оборудования, и не зависит от размера партии.

В массовом производстве, в силу повторяемости одной и той же операции, необходимость в работах, выполняемых в подготовительно-заключи- тельное время, отпадает.

Вединичном производстве подготовительно-заключительное время включается в штучное время.

Всерийном производстве норму времени на обработку партии заготовок или сборку партии сборочных единиц рассчитывают по формуле

tп=tш n + tп.з

где п — размер партии.

Штучное время и подготовительно-заключительное время на выполнение операции над одной деталью образуют норму штучно-калькуляционного времени

tш-к= tш + (tп-з /n)

На основе норм времени определяют расценки выполняемых операций, рассчитывают необходимое количество оборудования для выполнения программы, осуществляют планирование производственного процесса.

20

1.5Основные принципы технологического проектирования

1.5.1Принцип технологичности конструкции заключается в том, что при разработке конструкции детали учитываются как условия ее эксплуатации в машине, так и технологические требования при ее производстве.

После разработки изделия технологами производится анализ технологичности деталей, входящих в это изделие.

Ниже приведены некоторые критерии технологичности машины в целом:

– отношение количества стандартных деталей к общему количеству;

– наличие в машине унифицированных узлов;

– преемственность конструкции;

– возможностьосуществлениясборки машиныизотдельныхузлов;

–соответствие применяемых методов изготовления заготовки условиям данного производства (выбор метода сборки для данного объема выпуска и типа производства должен производиться на основании расчета и анализа размерных цепей; расчет размерных цепей следует проводить используя методы max — min или вероятностный [max — min при количестве звеньев n ≤ 5,

при п > 5 — вероятностный]);

–конструкция детали должна обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

1.5.2Принцип деления обработки на стадии. При черновой обработке основной задачей является быстрое удаление максимально возможного припуска, при этом деталь подвергается значительным силовым и тепловым деформациям.

На стадии чистовой обработки закладывается, в основном, требуемая точность детали.

Отделочная обработка обеспечивает получение требуемых шероховатости

ифизико-механических свойств поверхностного слоя.

В настоящее время отступают от этого принципа на основе использования

21