Организация и планирование машиностроительного производства (произв

талей, а также унификации и стандартизации конструкций; определяют рациональность конструкторских решений по показателям табл. 1.11.

Основными путями повышения технологичности на ранних стадиях проектирования являются строгое соответствие конструкции функцио­ нальному назначению изделия, использование принципов создания пара­ метрических рядов и внутрисемейственной унификации, сокращение числа звеньев в размерных цепях и др. Это позволяет применить принци­ пы агрегатирования, упрощающие сборку и снижающие ее трудоемкость.

Особенно расширяется круг вопросов, связанных с обеспечением тех­ нологичности, при разработке рабочей документации. На этой стадии обосновывается выбор материалов, типа заготовок с учетом объема вы­ пуска, обеспечиваются взаимозаменяемость деталей, минимальная тру­ доемкость сборки.

Рассмотрим некоторые конструкторские пути повышения техноло­ гичности путем снижения материалоемкости и трудоемкости изделий.

При анализе влияния материалоемкости конструкции на себестои­ мость изделия полезно оперировать не только общей, но и структурной, а также удельной материалоемкостями. Структурная материалоемкость позволяет исследовать рациональность выбранной номенклатуры мате­ риалов, возможность исключения дорогостоящих и дефицитных мате­ риалов, применения унифицированных и стандартных профилей проката и заготовок. Удельная материалоемкость необходима для сравнения ва­ риантов изделий одинакового эксплуатационного назначения, но различ­ ной мощности, производительности.

Главным критерием снижения затрат на основные материалы можно считать:

•уменьшение расхода материалов на изделие, определяемое сниже­ нием массы изделия и конструкторскими мероприятиями по повышению коэффициента использования материалов;

•выбор рационального материала.

Очень часто конструктор имеет возможность выбрать при проектиро­ вании детали материалы нескольких марок, обеспечивая при этом одина­ ковые эксплуатационные свойства конструкции. Однако эти материалы будут отличаться по цене, а,возможно,и по трудоемкости обработки. Так, при применении легированной стали вместо углеродистой, допускающей более высокие напряжения, масса детали может уменьшится. При этом затраты на материалы в расчете на единицу массы возрастут, изменятся затраты на обработку, а также некоторые статьи косвенных затрат. Сле­ довательно, себестоимость детали при требуемых значениях прочност­ ных характеристик может иметь минимум, который и определит наибо­ лее целесообразный вид материала.

В ряде случаев существенный экономический эффект дает, например, применение низколегированных сталей вместо конструкционных, а так­ же применение модифицированных чугунов, композиционных материа­ лов, алюминия и его сплавов, магния, титана, пластических масс и других материалов.

Важно найти рациональное решение, обеспечивающее наиболее эко­ номичный вариант при соблюдении всех требований технического зада­ ния. Для этого необходимо, чтобы конструкторы и экономисты при про­ ведении конструкторских работ располагали соответствующей техни­ ко-экономической документацией: каталогами, ценами, средними значе­ ниями коэффициентов использования материала для разных заготови­ тельных процессов, экономическими характеристиками производства на данном предприятии.

Большую пользу конструкторам могут оказать экономико-математи­ ческие модели расчета затрат на материалы деталей разных классов в за­ висимости от их конструкционно-технологических признаков.

Одним из главных условий снижения трудоемкости изготовления яв­ ляется правильный выбор процесса формирования детали, сближение геометрических размеров заготовки с размерами готовой детали, а также выбор рационального процесса сборки.

Следует заметить, что большинство материалосберегающих направ­ лений в конструкторских работах приводит к снижению трудоемкости изготовления. Большие возможности снижения трудоемкости заложены в рациональном выборе методов получения заготовок, квалитетов точности и классов шероховатости. Обработку резанием часто сменяют точные ме­ тоды формообразования деталей — штамповки, литье под давлением и др.

Важно обеспечить снижение удельных значений материалоемкости и трудоемкости на единицу определяющего эксплуатационного параметра. Не прибегая к удельным показателям, трудно оценить эффективность рос­ та единичных мощностей машин, поскольку путь наращивания мощности в машинах данного типа имеет экономически целесообразные пределы.

Рассматривая себестоимость как обобщающий показатель производ­ ственной технологичности, следует отметить определенную тенденцию ее увеличения для последующих моделей однотипных изделий, что явля­ ется следствием технического прогресса — увеличением мощности, ско­ рости, производительности и пр. Однако важно, чтобы себестоимость и цена нового изделия в расчете на единицу производительности уменьша­ лись бы, иначе трудно будет обеспечить его конкурентоспособность.

Обеспечение технологичности конструкций — задача комплексная, поэтому к ее решению должны привлекаться различные технические службы предприятия. Тесная связь конструкторов и технологов в обеспе­ чении технологичности конструкции достигается часто закреплением за

данного объема с установленными технико-экономическими показателя­ ми при соблюдении установленных сроков и затрат.

Для осуществления работ по ТПП предприятие должно иметь полный комплект технической документации на изделие:

—конструкторскую документацию;

—перечень новых технологических процессов;

—перечень стандартных измерительных средств по каждому рабоче­ му месту, включая рабочие места входного контроля;

—перечень нестандартной аппаратуры, необходимой для изготовле­ ния, регулировки и испытаний;

—ведомость применяемости покупных комплектующих изделий (ПКИ).

Основными задачами, решаемыми на стадии ТПП, являются:

•обеспечение технологичности конструкции изделия;

•разработка технологических процессов;

•проектирование и изготовление средств технологического оснаще­ ния (СТО);

•метрологическое обеспечение;

•сокращение сроков ТПП;

• обеспечение качества на всех стадиях ТПП;

• организация и управление процессом ТПП.

Технологическая подготовка производства — трудоемкий и дорого­ стоящий процесс, предшествующий изготовлению нового изделия.

Особенно велики капиталовложения на внедрение новых технологи­ ческих процессов и изготовление средств технологического оснащения, достигающие 70—80% всех затрат на ТПП.

В разных типах производства применяются централизованная, децен­ трализованная и смешанная системы организации служб технологиче­ ской подготовки.

Централизованная система ТПП предполагает создание на предпри­ ятии единой технологической службы — отдела главного технолога (ОГТ), который:

—разрабатывает технологическую документацию;

—проектирует средства технологического оснащения (СТО);

—разрабатывает материальные нормативы;

—разрабатывает и контролирует выполнение работ графика подго­ товки производства;

—участвует во внедрении новых технологических процессов;

—решает текущие вопросы технологии изготовления заготовок, де­ талей, сборочных единиц непосредственно в цехе.

В цехах имеются технологические бюро, которые также участвуют в решении организационно-технических вопросов.

Централизованная система ТПП применяется на предприятиях се­ рийного и массового производства, где процесс освоения новой продук­ ции осуществляется периодически.

Децентрализованная система ТПП применяется на предприятиях единичного и мелкосерийного производства. Ее особенность в том, что разработка технологических процессов и решение текущих задач, связан­ ных с изготовлением деталей или сборочных единиц, выполняются тех­ нологическими бюро цехов. ОГТ разрабатывает межцеховые маршруты, занимается вопросами по разработке групповых и типовых технологиче­ ских процессов, инструментальной подготовкой производства, унифика­ цией и стандартизацией оснастки, осуществляет методическое руково­ дство и контроль за работой цеховых технологических бюро.

При смешанной системе ТПП разработка новых технологических процессов и их внедрение возложены на отдел главного технолога. Цехо­ вые технологические бюро выполняют работу по созданию технологиче­ ских процессов, которые могут быть разработаны на основе ранее приме­ няемых процессов и не имеют с ними существенных различий. Смешан­ ная система ТПП встречается на предприятиях с серийным типом произ­ водства.

В 1971— 1974 гг. Госстандарт СССР совместно с министерствами и ведомствами разработал комплекс стандартов на Единую систему техно­ логической подготовки производства (ЕСТПП) изделий машиностроения и приборостроения. ЕСТПП — это система организации технологиче­ ской подготовки производства и управления ею на основе применения типовых и групповых технологических процессов, стандартной техноло­ гической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматиза­ ции производственных процессов, инженерно-технических и управлен­ ческих работ.

Обозначение стандартов ЕСТПП строится по классификационному принципу. Номер стандарта состоит из двух цифр, присвоенных классу стандартов ЕСТПП (14 класс); одной цифры (после точки), обозначаю­ щей классификационную группу стандартов (всего 6 групп, нумерация идет с 0 группы до 5); двузначного числа, определяющего порядковый номер стандарта в данной группе, и двузначного числа (после тире), ука­ зывающего год регистрации стандарта. Например, обозначение стандар­ та «ЕСТПП. Технологическая подготовка производства. Термины и опре­ деления основных понятий» следующее:

Год регистрации стандарта

Порядковый номер стандарта в группе L Шифр классификационной группы стандартов

Класс (стандарты ЕСТПЦ) Категория стандарта (государственный стандарт)

Структура ЕСТПП показана на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Структура ЕСТПП

Однако в последнее время статус ЕСТПП изменился. Она подвер­ глась некоторым изменениям в части обозначения. Государственными стандартами системы ТПП являются следующие:

ГОСТ 14.004— 83 «Технологическая подготовка производства. Тер­ мины и определения основных понятий»;

ГОСТ 14.201—83 «Обеспечение технологичности конструкции изде­ лий. Общие требования»;

ГОСТ 14.205—83 «Технологичность конструкции изделий. Термины и определения»;

ГОСТ 14.206—73 «Технологический контроль конструкторской до­

кументации»; ГОСТ 14.322—83 «Нормирование расхода материалов. Основные по­

ложения».

Остальные стандарты ЕСТПП в настоящее время действуют как рекомендации, например ГОСТ 14.102—73 заменен на Р50-54-6—87 «Стадии разработки документации по организации и совершенствованию технологической подготовки производства».

Типизация технологических процессов охватывает все виды обработ­ ки, сборки, контроля и испытаний изделий. Стандартизация технологиче­ ской оснастки и инструмента позволяет обеспечить типовые технологи-

ческие процессы стандартными переналаживаемыми приспособлениями и инструментом.

Стандартизация технологической документации предусматривает разработку стандартов на первичные формы документов, их заполнения, внесение изменений, учета и хранения.

ЕСТПП установлены правила выбора средств, необходимых для про­ ведения испытаний изделий. Большое внимание уделено вопросам меха­ низации и автоматизации технологических процессов.

Организация работ по совершенствованию системы ТПП на предпри­ ятии подразделяется на три стадии (Р50-54-6—87):

•стадия технического задания;

•стадия технического проекта;

•стадия рабочего проекта.

С т а д и я т е х н и ч е с к о г о з а д а н и я начинается с издания распорядительного документа о создании на предприятии рабочей груп­ пы для организации, планирования и координации работ. Утверждается план конкретных работ на предприятии, устанавливаются подразделе­ ния-исполнители, сроки выполнения работ.

Техническое задание содержит мероприятия, направленные на:

—повышение уровня применения типовых и групповых технологи­ ческих процессов;

—повышение уровня применения стандартной и унифицированной технологической оснастки;

—повышение уровня технологичности изделий;

—внедрение автоматизированных методов проектирования техноло­ гических процессов и средств технологического оснащения;

—внедрение единых стандартных систем документации и единой системы классификации и кодирования;

—внедрение автоматизированных методов решения задач управле­ ния процессом ТПП.

Наиболее трудоемкой является с т а д и я р а з р а б о т к и т е х ­ н и ч е с к о г о п р о е к т а . Основанием для проведения работ являет­ ся утвержденное техническое задание. На стадии технического проекта проводятся работы:

—по совершенствованию организации и управления подготовкой производства;

—по отработке конструкции изделия на технологичность;

—по унификации системы документации;

—по проектированию, типизации и стандартизации технологиче­ ских процессов;

—по проектированию, унификации, стандартизации и агрегатирова­ нию средств технологического оснащения;

—по классификации и кодированию технико-экономической инфор­ мации;

—по расчету экономической эффективности.

Технический проект утверждается руководителем предприятия-изго­ товителя.

Заключительным этапом работ по ТПП на предприятии является р а з р а б о т к а р а б о ч е г о п р о е к т а . Основанием для его разра­ ботки является утвержденный технический проект. Эта стадия преду­ сматривает разработку рабочей документации, необходимой для обеспе­ чения решения задач ТПП.

При разработке рабочего проекта проводятся работы по:

—разработке общей рабочей информационной модели системы

ТПП;

—классификации и кодированию технико-экономической информа­

ции;

—типизации и стандартизации технологических процессов;

—унификации и стандартизации средств технологического оснаще­

ния;

—разработке рабочей документации по организации на основе типо­ вых технологических процессов и методов групповой обработки специа­ лизированных рабочих мест и участков основного и вспомогательного производства;

—созданию информационных массивов.

Совершенствование системы ТПП на предприятии сокращает сроки подготовки производства и повышает качество выпускаемой продукции.

1.5.2. Разработка технологических процессов

Одной из основных задач, решаемых ТПП, является разра­ ботка, отладка и внедрение технологических процессов изготовления из­ делий.

Технологический процесс — это часть производственного процес­ са, представляющая собой совокупность действий с предметами труда, связанных с последовательным изменением формы, размеров или свойств материала заготовки или полуфабриката с целью получения дета­ ли или изделия с заданными техническими характеристиками.

В настоящее время в машиностроении применяются три вида техно­ логических процессов, различающихся уровнем унификации: единичные технологические процессы на каждую деталь, групповые и типовые тех-

процессы (рис. 1.4).