Организация и планирование машиностроительного производства (произв

водственных подразделениях и на отдельных рабочих местах с учетом технико-экономических показателей, условий и организации производ­ ства (загрузка оборудования, оперативно-производственное планирова­ ние, нормы управляемости и др.); выбирают оптимальный вариант груп­ пового технологического процесса.

7.Нормирование технологического процесса — устанавливают ис­ ходные данные, необходимые для расчета норм времени, рассчитывают нормы, определяют разряд работ и профессии исполнителей.

8.Разработка технических мероприятий для реализации группового производства — разрабатывают техническое задание на модернизацию средств технологического оснащения, установку агрегатных станков, проектирование новой оснастки и т.п.

9.Оформление документации на групповые технологические про­ цессы — проводят нормоконтроль документации групповых технологи­ ческих процессов, согласование ее со всеми заинтересованными служба­ ми и утверждение документации.

Внедрение групповой технологии создает большие возможности для повышения уровня подготовки и организации производства.

Типовая технология должна применяться главным образом в услови­ ях крупносерийного и массового производства, групповой метод — в ус­ ловиях единичного, мелкосерийного и серийного производства, а также в крупносерийном и массовом производстве при коротком цикле произ­ водственных операций.

Схема разработки единичных, типовых и групповых технологиче­ ских процессов представлена на рис. 1.8.

1.5.3. Проектирование и изготовление специальной технологической оснастки

Большинство деталей нельзя изготовить без применения тех­ нологической оснастки, которая используется для установки, базирова­ ния и крепления заготовок. Она подразделяется на две группы: специаль­ ную и универсальную. Специальная технологическая оснастка проекти­ руется и изготавливается в том случае, если невозможно применить уни­ версальную. Специальная оснастка предназначена для изготовления определенного изделия, детали или для выполнения одной или несколь­ ких операций технологического процесса.

При разработке технологического процесса технолог определяет до­ кументально (по каталогам, классификаторам и картотеке оснастки), при­ менялась ли необходимая оснастка ранее, если нет, то разрабатывается техническое задание и оформляется заказ на ее проектирование и изго­ товление. Специальную технологическую оснастку проектирует конст­

рукторское бюро ОГТ. Техническое задание на разработку содержит ру­ ководящую и справочную информацию, необходимую для проектирова­ ния оснастки, указываются установочные базы детали, эскиз обработки, схема базирования и закрепления детали в оснастке. В ТЗ указывается цех — пользователь, модель оборудования, характер^заготовки (поковка, штамповка, отливка и т.п.), а также приводятся данные о припусках на об­ работку, геометрии и виде режущего инструмента, количестве одновре­ менно обрабатываемых деталей с их годовой программой выпуска и осо­ бые указания по технике безопасности. В заказе дается также справочная информация: обозначение детали, сборочной единицы и изделия, куда они входят; номер оснащаемой операции по технологическому процессу; наименование, обозначение и количество оснастки, которое необходимо изготовить.

Конструкторская документация на специальную технологическую оснастку проходит нормоконтроль. Спроектированная оснастка заносит­ ся в классификатор предприятия с присвоением кода, используемого в ка­ честве обозначения во всех технологических документах на СТО.

Чертежи оснастки копируют и передают в инструментальный отдел, где рассчитывают трудоемкость ее изготовления. Сроки изготовления СТО устанавливаются из графика подготовки производства на новое из­ делие. Затем изготовление оснастки включается в план производства ин­ струментального цеха. К изготовлению оснастки могут быть привлечены цеха основного производства. В технологическом бюро инструменталь­ ного цеха разрабатывается технологический процесс на изготовление СТО.

Инструментальный отдел контролирует изготовление и ведет карто­ теку вновь изготовленной и имеющейся оснастки.

Количество ее единиц зависит от объема выпуска деталей. При проек­ тировании таких видов оснастки, как штампы, пресс-формы, литейные формы и т.п., устанавливаются критерии их годности: количество изде­ лий, полученных штамповкой, или количество смыканий (для пресс-форм). Исходя из этих данных и объема выпуска деталей, устанав­ ливается количество единиц специальной технологической оснастки, подлежащей изготовлению.

На основании этих данных инструментальный отдел должен своевре­ менно включить в план производства изготовление «дублеров» оснастки. Специальная оснастка, отработавшая свой ресурс, проходит процесс вос­ становления в инструментальном цехе или списывается как не пригодная к дальнейшему использованию.

Изготовленная специальная технологическая оснастка предъявляется в ОТК цеха для оформления паспорта. Затем она передается в цех-потре­ битель.

Все затраты, связанные с изготовлением оснастки, относятся на заказ, открытый на изготовление изделия. Если детали, изготовленные с приме­ нением специальной оснастки, используются в различных изделиях, то затраты относятся на разные заказы пропорционально их количеству.

1.5.4. Унификация технологической оснастки

Для сокращения сроков технологической подготовки произ­ водства ведутся работы по унификации технологической оснастки, кото­ рая распространяется на типы, конструкции, основные размеры и пара­ метры оснастки, их составные части (детали и узлы), материалы, химиче­ ские покрытия, нормы точности и др.

Экономически эффективна унификация следующих элементов техно­ логической оснастки: деталей, если они предназначены для одной цели и имеют сопоставимые размеры; узлов, имеющих одинаковое функцио­ нальное назначение, но незначительно отличающихся в рабочих разме­ рах, габаритах и эксплуатационных показателях; компоновок по изготов­ лению типовых деталей близких габаритов при условии общности схем базирования в процессе обработки.

Целесообразно унифицировать оснастку, применяемую для типовых операций, если их конструкции однотипны по схемам, габаритам и усло­ виям эксплуатации.

Технологическая оснастка считается унифицированной, если ее кон­ струкция обеспечивает оснащение оптимального количества операций; компоновка соответствует типовой унифицированной; в конструкции унифицированы базовые и присоединительные места.

Комплекс технологической оснастки считается унифицированным, если минимальная номенклатура унифицированных конструкций обес­ печивает на базе типовых решений оснащение максимального количест­ ва операций по изготовлению различных изделий.

Комплексная унификация предусматривает размерную унификацию однотипных средств технологического оснащения, деталей и узлов с раз­ личными основными и присоединительными параметрами и со1фащение размерных параметров аналогичного функционального назначения СТО, деталей и узлов с одинаковыми основными параметрами, но разным кон­ структивным исполнением. Она предполагает сокращение типов приспо­ соблений аналогичного функционального назначения, размерно-типо­ вую унификацию приспособлений, деталей и узлов, не имеющих конст­ руктивного подобия и отличающихся по основным параметрам; модификационную унификацию базовых моделей (компонование СТО раз­ личных типов).

При комплексной унификации назначение СТО устанавливаемся:

—по виду оборудования и виду обработки заготовки (оснастка для токарных, фрезерных, шлифовальных и т.д. работ);

—по номенклатуре заготовок, способу их базирования, виду и но­ менклатуре операций (специальная или универсальная оснастка и т.д.);

—по количеству одновременно обрабатываемых заготовок (одноме­ стная или многоместная оснастка).

Типаж конструкции зависит от конфигурации и габаритов обрабаты­ ваемых в приспособлении заготовок деталей, а также от координации за­

готовок в процессе обработки относительно оси режущего инструмента и выбранной схемы базирования.

Степень точности деталей и узлов СТО определяется принципом аг­ регатирования и спецификой назначения (базовые, фиксирующие, при­ водные и др.).

При проведении унификации необходимо выполнить следующие ра­ боты: определить объект унификации; отобрать параметры, подлежащие унификации, и выбрать из их числа основные для каждого унифицируе­ мого объекта; установить рациональный размерный ряд для типов и кон­ струкций; выбрать наиболее прогрессивные конструкции и на их основе разработать унифицированные; разработать предложения по организа­

состоит из стандартных деталей и узлов общего назначения, использует­ ся для одной деталеоперации в крупносерийном производстве. Преиму­ ществом НСО является высокая производительность, так как не требует­ ся выверять детали, размеры получаются автоматически и обеспечивает­ ся высокое качество работ. К недостаткам применения НСО следует от­ нести большие сроки и стоимость проектирования и изготовления;

2) у н и в е р с а л ь н о - н а л а д о ч н у ю о с н а с т к у (УНО) — обеспечивает установку и закрепление заготовок любых габаритных раз­ меров при помощи специальных наладок, обеспечивающих выполнение широкой номенклатуры операций по обработке заготовок деталей. УНО состоит из универсальной (постоянной) и наладочной (сменной) частей. Постоянная часть УНО может быть изготовлена заранее и использовать­ ся для обработки различных деталей. К наладочной (сменной) части от­ носятся фиксирующие, базирующие и зажимные детали и узлы.

УНО позволяет устанавливать деталь с такой же точностью, какую обеспечивают дорогостоящие специальные приспособления. Примерами такой оснастки являются универсально-наладочные тиски, патрон со сменными кулачками и т.п.

При снятии с производства данного изделия становится бесполезной дешевая наладка, а наиболее трудоемкая унифицированная постоянная часть может быть использована для обработки других изделий;

3) у н и в е р с а л ь н о - с б о р н у ю о с н а с т к у (УСО) — компонуется из окончательно обработанных стандартных универсаль­ ных элементов высокой точности многократного применения. К недос­ таткам этого вида оснастки можно отнести высокую стоимость набора и уменьшение жесткости конструкции приспособления;

4) с б о р н о - р а з б о р н у ю о с н а с т к у (СРО) — собирается из стандартных и специальных деталей. При перекомпоновке на изготов­ ление нового изделия возможна доработка стандартных деталей. СРО яв­ ляется специальной оснасткой долгосрочного применения и использует­ ся для одной или нескольких деталеопераций;

5 ) у н и в е р с а л ь н о - б е з н а л а д о ч н у ю о с н а с т к у (УБО)

— комплекс универсальных приспособлений: токарные патроны, ма­ шинные тиски, поворотные и делительные столы, магнитные и электро­ магнитные приспособления и т.п. УБО обеспечивает базирование обраба­ тываемых заготовок с обязательным последующим контролем их уста­ новки;

6) с п е ц и а л и з и р о в а н н у ю н а л а д о ч н у ю о с н а с т - к у (СНО) — представляет собой разновидность УНО и применяется для изготовления деталей, имеющих общие конструктивно-технологические особенности и одинаковый характер расположения поверхностей. Объек­ том унификации при разработке этих приспособлений также является ба­ зовая часть, которая в отличие от базовой части УНО выполняется регу­ лируемой. Пределы размеров деталей, обрабатываемых в СНО, устанав­ ливаются заранее при ее конструировании. СНО сочетает в себе положи­ тельные качества универсальных (многократность использования) и специальных (точность обработки, быстрота установки обрабатываемой заготовки) приспособлений.

Применение СНО особенно эффективно, когда она спроектирована и изготовлена в соответствии с предварительно разработанным типовым технологическим процессом.

Технологическая оснастка предназначается для применения в сле­ дующих производственных условиях:

— УСО и УБО — в единичном производстве;

Работа по унификации СТО должна строиться на анализе отечествен­ ной и зарубежной нормативно-технической документации, сведений о патентной чистоте и т.п. Целесообразно учитывать рекомендации между­ народных стандартов ИСО.

Унификация СТО наиболее эффективна при комплексных работах, связанных с унификацией элементов типовых технологических процес­ сов на базе единой системы классификации и кодирования. Она дает воз­ можность создать и применять системы приспособлений и их элементы при оснащении производства изделий, выпускаемых несколькими пред­ приятиями.

Технико-экономическое обоснование выбора средств технологиче­ ского оснащения включает расчеты коэффициента загрузки и затрат на оснащение операции (Р50-54-11—87).

Коэффициент загрузки каждой единицы технологической оснастки

Взависимости от значения к3 определяются оптимальные границы применения средств технологического оснащения.

Втабл. 1.12 приведены коэффициенты сравнительных затрат на осна­ щение станочных операций. За базу принята система НСО.

Таблица 1.12. Коэффициенты сравнительных затрат на оснащение станочные операций

Рекомендуемые области применения средств технологического осна­ щения для разных типов и организационных форм производства приведе­ ны в табл. 1.13.

Таблица 1.13. Рекомендуемые области применения СТО

Экономический эффект от применения различных средств техноло­ гического оснащения можно рассчитать путем сопоставления экономии от сокращения затрат времени на операцию и дополнительных затрат, связанных с применением оснастки.

Экономия, получаемая за счет применения оснастки, снижающей трудоемкость операции, рассчитывается по формуле

Эт = (Wi - W • (Scwr + Lr) • Nr (руб.),

где 1ШТ1, tun-2— трудоемкость выполнения операции для сравниваемых ва­ риантов оснащения технологических процессов, мин.; SCMT — сметная ставка по данному виду оборудования, руб./мин; в сметную ставку вклю­ чаются затраты, связанные с работой оборудования (амортизационные отчисления, затраты на инструмент, вспомогательные материалы, техно­ логическая электроэнергия и др.); I^ — тарифная ставка основного рабо­ чего, руб./мин; Nr — годовой объем выпуска деталей, шт.

1.5.5. Основные направления ускорения технологической подготовки производства

Сокращение сроков, трудоемкости и стоимости ТПП доста­ точно сложная и комплексная задача, и ее решение достигается на основе:

1)разработки качественной конструкторской документации, не тре­ бующей последующей доработки;

2)параллельного выполнения работ по ТПП;

3)унификации технологических процессов;

4)унификации и стандартизации средств технологического оснаще­

ния;

5)разработки и использования групповой быстропереналаживаемой оснастки;

6)перевода обработки деталей с универсального оборудования на станки с ЧПУ;

7)создания предметно-специализированных цехов и участков, груп­ повых поточных линий и гибких автоматизированных линий;

8)внедрения компьютерной технологии и компьютерного проекти­ рования;

9)механизации и автоматизации ТПП.

Рассмотрим некоторые из перечисленных направлений.

При обработке деталей на станках с ЧПУ в результате совмещения операций значительно сокращается количество средств технологическо­ го оснащения, а следовательно, сокращается время проектирования и из­ готовления:

где ki — частные коэффициенты технологической готовности; гщ — ве­ сомость i-ro показателя.

ГЛАВА 1.6. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТ ПО ПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА

Большую роль в повышении эффективности проектно-кон­ структорских работ играют компьютерные системы, которые можно раз­ делить на локальные и глобальные. Локальные системы структурно со­ стоят из нескольких персональных компьютеров и аппаратных устройств (принтеров, мониторов,/сканеров), объединенных в единую сеть. Отличи­ тельной чертой локальной сети является ее автономность и нацеленность на решение специализированных задач. Глобальная сеть (Интернет) по­ зволяет получать любую информацию, используя адресную систему.

Применение компьютерных технологий в конструкторских службах значительно повышает уровень унификации и стандартизации конструк­ ций за счет оперативного поиска имеющихся по данному вопросу патен­ тов, стандартов, выполненных ранее конструкторских решений, улучша­ ет учет вносимых в документацию изменений, обеспечивает конструкто­ ров широкой информацией по решаемому вопросу, начиная от патентных формуляров и кончая копиями ранее разработанных чертежей конструк­ ций изделий, имеющих сходные признаки.

Большой удельный вес в затратах конструкторского труда имеют рас­ четы, выполнение графической части проектов, часто носящие рутинный характер (табл. 1.15). Например, для подготовки производства легкового автомобиля нужно выполнить более 10 тысяч чертежей, а средняя трудо­ емкость формата А4 составляет 10—20 чел-ч.

Таблица 1.15. Удельный вес трудовых затрат на конструкторскую подготовку

Приведенные в табл. 1.15 соотношения категорий трудовых затрат конструкторскую подготовку производства показывают, что более поло­ вины их составляют рутинные работы, связанные с разработкой и оформ­ лением чертежей и размножением конструкторской документации. Э*о позволяет сделать вывод об актуальности автоматизации проектно-кон­ структорских работ, переложив их выполнение на компьютерные систе­ мы — системы автоматизированного проектирования (САПР).

Одной из наиболее организационно-разработанной САПР является система CAD/CAM, т.е. автоматизированное проектирование/автоматизированное управление. Система CAD/CAM объединяет две функцио­ нальные системы. Система CAD включает несколько подсистем: PDMS — подсистему компоновочного проектирования с блоками двух- и трехмерной графики; SAS/SDB — подсистему строительной части про­ екта; FAS/FDS — подсистему технологической части проекта с форми­ рованием чертежей; QTO — подсистему расчета потребности в матери­ альных и трудовых ресурсах. Система САМ включает подсистемы: AMS — подсистему управления (планирования); QA — подсистему оценки и контроля качества (анализ эффективности работы по проекту; SAD — подсистему документооборота с базой данных.

Применение в САПР вычислительных машин и терминального обо­ рудования, наличие автоматизированных рабочих мест (АРМ) конструк­ торов, позволяющих кодировать чертежи, подготавливать информацию для ввода в компьютер, редактировать текст и графику привели к сущест­ венному перераспределению функций между конструктором и компью­ тером, изменили технологию и организацию работ в конструкторских подразделениях.

В связи с широким распространением САПР меняются функции под­ разделений конструкторских служб. Конструкторы освобождаются нс только от трудоемких сбора и подготовки информации, расчетных и гра­ фических работ, но, частично, и творческих занятий (например, выбора оптимального варианта).

Кроме этого, повышается качество разработки конструкции. Напри­ мер, на фирме Форд при создании автомобиля «Мондео» использовали проектно-конструкторский технологический комплекс СЭР, позволяю­ щий при проектирования автомобиля обходиться без «бумажных» черте­ жей, пластилиновых макетов, с помощью которых задумки конструктора обычно воплощаются в металл. Итог компьютерного проектирова­ ния — экономия 13 месяцев при разработке «Мондео». В целом продол­ жительность работ от первых виртуальных набросков до конвейерной версии составила 24 месяца при высоком качестве изготовления техноло­ гического оснащения (в основном штампов). Подобные компьютерные системы применяются и в отечественном автомобилестроении.