1810

При технологической специализации кузнечный цех обычно состоит из следующих основных участков: заготовительного, термического, кузнечных, и участка очистки поковок. Заготовительный участок может отсутствовать, так как резка заготовок может производиться централизованным порядком

вспециальном цехе или на складах. Термический участок целесообразно иметь лишь в крупных кузнечных цехах.

Кузнечные цехи состоят из основных производственных и вспомогательных отделений, складов, служебных и бытовых помещений. К основным производственным отделениям относятся: заготовительное, свободной ковки, штамповки, термическое и очистное. В крупных цехах ковка и штамповка могут осуществляться в нескольких отделениях в зависимости от мощности или габаритных размеров молотов и прессов, например в отделениях тяжелых, средних и легких молотов.

Квспомогательным отделениям относятся: инструментально-штамповое; насосно-трансформаторное; ремонтно-механическое.

Вкузнечных цехах должны быть склады металла, заготовок, вспомогательных материалов, готовой продукции, а также кладовые штампов, инструмента и запасных частей для оборудования.

Компоновка площадей различных отделений цеха определяется технологическими и транспортными взаимосвязями между ними. Перед компоновкой необходимо определить положение цеха на генеральном плане, конфигурацию здания, расположение заготовительного отделения. После этого производится компоновка площадей цеха, для чего сначала устанавливается конфигурация и габариты оборудования, определяются трассы проведения по цеху энергоносителей, выбор стандартной ширины пролетов и уточняется конфигурация зданий.

Обычно выполняют несколько вариантов расположения

вплане основных, вспомогательных отделений цеха, служебных и бытовых помещений. При компоновке цеха склады металла и заготовительное отделение лучше

31

располагать в начале пролетов с тем, чтобы обеспечить прямоточное движение металла.

Сосредоточение машин по их мощности в специальных отделениях имеет то экономическое преимущество, что на площадях тяжелых молотов действует и соответствующее крановое оборудование, а на площадях легких молотов — более легкие краны или же применяется нижняя подача и уборка деталей.

Площади вспомогательных отделений цеха необходимо располагать с таким расчетом, чтобы они находились в непосредственной близости от тех отделений, с которыми они более всего связаны.

Кузнечные цехи располагаются в зданиях прямоугольной, Ш-образной и П-образной форм.

Ш-образная форма здания целесообразна тем, что обеспечивает хорошую транспортную доступность всех отделений цеха и достаточную отдаленность тяжелых молотов от точного станочного оборудования штамповочной мастерской, что важно ввиду неизбежных сотрясений здания при работе тяжелых молотов.

Доставка материалов может быть значительно облегчена при устройстве внутренних складов-дворов, для которых нужно строить только навесы. При такой компоновке площадей очень удобна также связь с термическим отделением, печи которого находятся в поперечном пролете и могут быть специализированы для каждого отделения.

Главный пролет термического отделения цеха является также и главной транспортной артерией цеха.

Рациональная планировка цеха в значительной степени определяется расположением молотов и печей по отношению к центральному проходу в пролете. Расположение оборудования относительно оси пролета может быть поперечное, тогда грузовой поток идет перпендикулярно оси пролета, и продольное, при котором направленность грузопотока совпадает с осью пролета.

При поперечном расположении оборудования

32

образуются специализированные линии с замкнутыми технологическими процессами. Организация таких линий возможна в условиях крупносерийного штамповочного производства. Основным преимуществом этой схемы расстановки оборудования являются короткие грузопотоки. При таком расположении оборудования термическая обработка и очистка производятся в отдельном помещении. По этой схеме возможно и двухстороннее расположение оборудования.

Продольное расположение оборудования может иметь две принципиальные схемы. По первой схеме оборудование устанавливается вдоль оси пролета, в один ряд, ближе к какой-либо стене.

По второй схеме оборудование располагается вдоль стен, в два ряда, на определенном удалении от стен, достаточном для нормальной транспортировки металла и размещения рабочих мест.

Расположение оборудования оказывает существенное влияние на рациональную организацию рабочего места и производительность труда бригады.

Особенностью организации труда в кузнечных цехах является преимущественно бригадный ее характер. Организация труда в кузнечном производстве основывается на отделении основных операций от вспомогательных, а также на разделении труда внутри бригад при выполнении основных операций.

В зависимости от сложности работы состав бригады может быть различным.

На тяжелых молотах работают бригады из 12 – 15 рабочих, а на небольших молотах – из трех рабочих. Закрепляя бригады за молотами при свободной ковке, следует учитывать большой удельный вес времени нагрева и подноски инструмента в общем времени работы. Это вызывает обычно попеременную работу бригад на одном и том же молоте.

Закрепление бригад за молотами может иметь несколько вариантов. В том случае, если загрузка однородными

33

деталями не обеспечивает полностью работу в течение смены, за одним молотом могут закрепляться две бригады. Во время работы одной бригады, которая производит подготовительные работы, нагревает заготовки, другая отдыхает; при этом основное оборудование используется полностью, а время рабочих –примерно на 50 %. Эта форма организации труда применяется при тяжелых условиях работы и при длительном времени нагрева заготовок. Может быть закрепление и трех бригад за двумя молотами; при этом во время работы двух бригад третья подготавливает заготовки и в оставшееся время отдыхает; рабочее время используется примерно на 66 %. Отрицательным при этой организации труда является то, что попеременная работа бригады на различных молотах требует переноски инструмента, поэтому такое закрепление выгодно при условии однородности работ и оборудования у всех бригад.

Оба способа попеременной работы не применяются при серийной загрузке рабочих мест в течение смены. В этом случае за бригадой закрепляется молот на всю смену и работа проводится непрерывно с кратковременными перерывами на отдых.

В связи с малой трудоемкостью основных ковочных операций требуется максимально возможное отделение исполнения основных операций от вспомогательных. Выполнение таких операций, как установка штампов, проверка и наладка машин, мелкий и текущий ремонт (смазка, охлаждение, уборка заготовок и окалины), должно быть отделено от операций штамповки. Такое разделение труда является необходимым условием высокой производительности бригады, измеряемой по выработке основного ковочного агрегата. Можно допустить некоторую незанятость нагревальщиков или рабочих по обсечке облоя, но нельзя допускать простои штамповщиков на основном агрегате – молоте или прессе. В цехах серийного и массового производства следует применять наиболее эффективные методы передачи заготовок с целью бесперебойного питания

34

ковочной машины нагретыми заготовками. Для этого рационально применять параллельный вид движения предметов труда. Предметная специализация в кузнечных цехах достигается обычно организацией поточных и автоматических линий.

Успешному применению поточных и автоматических линий способствует использование электронагрева, механических, гидравлических, фрикционных прессов, прокатки и других прогрессивных методов кузнечной обработки вместо ковки и штамповки на молотах.

Для примера на рис. 4 показана поточная линия изготовления буферов. Пространственное расположение участков и рабочих мест изменяется редко, так как перестановка кузнечного оборудования связана с большими затратами на фундаментные работы. Необходимое число единиц кузнечного оборудования (рабочих мест) рассчитывают также, как и число единиц оборудования в механических цехах.

6

Рис. 4. Схема поточной линии изготовления буферов: 1– методическая печь; 2,3,5 – молоты; 4 – печь концевая; 6 – монорельс

В кузнечно-прессовых цехах машиностроительных заводов методы поточного производства еще недостаточно развиты. В кузнечно-штамповочных цехах наблюдаются значительные колебания длительности выполнения

35

технологических операций. В едином комплексе и с определенной устойчивостью выполняются только операции нагрева, штамповки и обсечки облоя. Остальные же операции, а именно: термическая обработка, очистка и правка штамповок – выполняются чаще всего вне потока, так как требуют резко различных затрат времени.

Рис. 5. Схема сквозной комплексной линии:

1– бункер; 2 – установка для смазки; 3 – индукционный нагреватель; 4 – чеканочный пресс; 5 – камера для охлаждения поковок; 6 – установка для удаления смазки; 7 – бункер; 8 – автоматы для токарной обработки поковок; 9 – установка для антикоррозийной защиты деталей

Современные высокопроизводительные ковочные машины, прогрессивные виды нагрева и термической обработки в принципе обеспечивают успешное применение поточных методов в кузнечно-штамповочном производстве.

Поточные линии в кузнечно-штамповочных цехах могут быть однономенклатурными и многономенклатурными. По степени автоматизации непрерывные поточные линии бывают с полной и частичной автоматизацией. На последних автоматизирована только межоперационная транспортировка.

При автоматизации производственных процессов в кузнечно-штамповочных цехах исключительную роль играет применение электроэнергии и газа непосредственно в технологических целях (нагрев и термические операции). Перевод нагревательных печей на газ открывает возможность

36

внедрения ускоренного и скоростного нагревов, обеспечивающих повышение производительности, улучшение качества заготовок и экономичность процесса.

Наиболее эффективно скоростной нагрев осуществляется в секционных печах непрерывного нагрева, которые позволяют механизировать и автоматизировать процесс нагрева. В практике работы машиностроительных заводов определялись в основном три вида поточных линий: 1) полностью автоматизированные, состоящие из специализированных агрегатов; 2) автоматические из универсального оборудования; 3) смешанные автоматические, создаваемые как из специализированного, так и из универсального оборудования.

Современное состояние техники и организации производства позволяет перенести кузнечные и термические операции непосредственно в линии механической обработки и создать тем самым комплексные сквозные поточные линии.

Такие линии, уже действующие на ряде наших предприятий, обеспечивают высокую экономическую эффективность при производстве некоторых деталей.

Так, например, на ГАЗе и ЗИЛе в результате создания комплексных поточных линий для изготовления толкателя клапана трудоемкость снизилась в 2 раза, было высвобождено 16 станков, 160 м 2 производственной площади; себестоимость уменьшилась в 2 раза. Путь движения детали сократился с

3500 до 150 м.

2.2. Организация производственного процесса

Небольшое число и однородность операций облегчают организацию и планирование, создают предпосылки для внедрения в кузнечных цехах поточных методов для механизации и автоматизации процесса в целом. Наличие двух различных стадий (нагрев и ковка) и сложность операции ковки усложняют ее организацию, а также организацию рабочих мест. Эти же особенности затрудняют механизацию и

37

автоматизацию операции ковки.

Для правильной организации ковки необходимо соблюдение двух условий: 1) ковка должна выполняться сразу же после окончания нагрева каждой заготовки: 2) работа на этой стадии должна быть непрерывной. Соблюдение этих условий достигается загрузкой заготовок в нагревательные печи в определенном количестве и через строго определенные промежутки времени. Изготовление поковок может выполняться при одном нагреве и при нескольких нагревах.

Организация ковки при одном нагреве. При одном нагреве и загрузке заготовок порциями в печь каждая заготовка загружается через промежуток времени, равный времени загрузки одной заготовки в печь.

По окончании нагрева первой заготовки она выгружается из печи и подается на ковку, затем выгружается вторая и т. д. После выгрузки последней заготовки первой порции на ее место загружается в печь очередная порция заготовок; затем загружается порция заготовок на место второй и т. д.

При нагреве в печи одновременно меньшего числа заготовок, чем установлено, на стадии ковки возникает перерыв, который нарушает непрерывность работы.

Время загрузки одной заготовки в печь значительно меньше, чем время нагрева, и им можно пренебречь.

Организация ковки при нескольких нагревах. С

несколькими нагревами изготовляют поковки, у которых стадия ковки занимает длительное время. Это имеет место, как правило, в единичном и мелкосерийном производствах. Каждый нагрев и каждая ковка после нагрева могут рассматриваться отдельными "переходами". Поэтому в данном случае могут быть применены два вида организации операции: попереходный и пооперационный.

Попереходный вид организации ковки (на практике такая организация операции ковки получила название "работы по отдельным выносам") заключается в том, что сначала вся партия поковок проходит первый нагрев и первую ковку,

38

после чего производят второй нагрев и вторую ковку, третий нагрев и третью ковку и т. д. до последних нагрева и ковки включительно.

В тех случаях, когда емкость печи не позволяет одновременно загрузить в нее нужное число заготовок для каждого нагрева, возникают перерывы в ковке не только в процессе изготовления партии поковок в одном нагреве, но и при переходе от одного нагрева к другому. Время изготовления партии поковок увеличивается уже на сумму времени перерывов.

При данном виде организации операции рабочий изменяет порядок работы при переходе от одного нагрева к другому один раз для всей партии поковок. Это приводит к меньшим потерям времени на переналадку рабочего места, а также способствует приобретению рабочими навыков выполнения каждого "перехода", т.е. повышению производительности труда. Однако в этом случае заготовка полностью охлаждается после каждой ковки вследствие длительного пролеживания от окончания ковки до начала следующего нагрева, что нежелательно для крупных поковок из легированных сталей и связано с перерасходом топлива. По этим причинам попереходный вид организации применяется редко, лишь при изготовлении небольших поковок из углеродистых и низколегированных сталей.

Пооперационный вид организации ковки (на практике данный вид организации операции ковки получил название "ковки с подогревами") состоит в том, что по окончании ковки после первого нагрева заготовка сразу загружается в печь для второго нагрева и так до тех пор, пока не закончится последний нагрев. Продолжительность каждого следующего нагрева всегда меньше продолжительности первого нагрева, так как заготовки остывают лишь частично. Время ковки после последних нагревов обычно также уменьшается.

Число одновременно нагреваемых в печи заготовок в данном случае должно быть таким, чтобы не происходило перегрева заготовок при последующих нагревах.

39

Пооперационный вид организации операции ковки применяется главным образом для сравнительно крупных поковок или поковок из легированных сталей, для которых не рекомендуется попереходный вид.

Технико-экономические показатели

При технико-экономическом планировании работы кузнечных цехов необходимо обоснованно выбирать единицы для учета объема продукции, производительности труда и себестоимости.

Вцехах единичного и мелкосерийного производства для планирования и оценки деятельности цехов в качестве основного показателя обычно пользуются физической тонной поковок. Однако при изменениях в номенклатуре, когда физические тонны не отражают действительных затрат труда

истимулируют цехи к изготовлению более крупных и простых поковок, следует пользоваться методом условных, приведенных тонн. Наиболее простой способ приведения – установление переводных коэффициентов по соотношению нормативной заработной платы на 1 кг поковок.

Для цехов крупносерийного и массового производства планирование и учет производства могут осуществляться в комплектах деталей на машину, в натуральных тоннах, если номенклатура заготовок устойчива, и в приведенных тоннах, если такой устойчивости не наблюдается.

Вотношении оперативного планирования следует иметь в виду, что в единичном и мелкосерийном производстве постоянного закрепления работ за молотами и прессами достичь нельзя, возникает необходимость в закреплении их только за участками и бригадами в целом с установлением примерных сроков выполнения. При этом на каждую смену надо обеспечивать и проверять наличие материала, инструмента и, если требуется, чертежей.

Вцехах серийного и массового производства создаются

40