Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование кузнечно-штамповочных цехов и заводов. Учебное пособие
.pdf
- исполнительный план расположения оборудования в действующем
цехе с трассами основных подземных коммуникаций;
- обмерные чертежи (плана и разреза) и описание существующего
здания цеха;
- характеристику продукции и выпуск ее цехом за истекший год;
- фактическую трудоемкость изготовления основных изделий в цехе;
- основные данные и технико-экономические показатели цеха за
истекший год;
- другие материалы, характеризующие цех и его работу, которые
могут быть получены при обследовании.
Одновременно с этим проектанты должны подобрать проектные
материалы по аналогичным действующим цехам, имеющим хорошие
технико-экономические показатели работы, нормы технологического
проектирования по данной отрасли промышленности, чертежи типовых
зданий цехов холодной штамповки. При отборе материалов нужно
подходить к ним критически и брать для нового проекта только наиболее
выгодные и рациональные решения.
6.5. Проектное задание и его состав
При проектировании цехов холодной штамповки проектное задание
включает: технологическую часть с полным обоснованием принятых
решений; для зданий выкопировку из генерального плана строительной
части; привязки по инженерным частям; экономическую часть со сводной
сметой на проектируемый объект.
В технологической части проектного задания по цеху должны быть
следующие материалы: программа производства; режим работы; схема
технологического процесса; выбор основного технологического
оборудования и транспортных устройств; обоснование и характеристика
решений по новым технологическим процессам и видам оборудования;
трудоемкость производственных процессов; обоснование принятого
уровня автоматизации и механизации; электроснабжение и его схема;
компоновка площадей и размещение отделений и оборудования;
потребность в материалах, сырье, топливе, воде; состав работающих по
группам; технико-экономические показатели.
Для улучшения проектирования введен эталон проектного задания
технологической части проекта. Эталон разработан применительно к
автомобильной промышленности, утвержден Градостроительным кодексом
Российской Федерации по делам строительства его рекомендуется
использовать при проектировании цехов холодной штамповки.
91
91
Таблица 33* – Содержание проекта цеха холодной штамповки на разных стадиях
Стадия проектирования
Наименование документов
Проектное задание
То же
»
»
»
»
Проектное задание
То же
»
»
»
»
»
»
»
Доработка проектного задания
Рабочее проектирование
Проектное задание
Доработка проектного задания
Проектное задание
То же
»
»
»
»
»
»
Проектное задание
То же
Рабочее проектирование
Проектное задание
То же
»
»
Расчетно-пояснительная записка
Производственная программа
Состав цеха
Технологический процесс (инструментальная
оснастка и организация рабочих мест)
Режим работы и фонды времени
Трудоемкость обработки
Выбор оборудования и определение его
количества
Механизация и автоматизация
производственных процессов и транспортных
операций
Состав и число работающих
Вспомогательные службы и склады
Расположения цеха на генеральном плане и
площади цеха
Расход материалов; отходы, их удаление и
использование
Энергетика цеха
Капитальные затраты
Технико-экономические показатели
Приложения
Ведомость расчета производственной
программы
Ведомость технологического процесса
Операционные карты
Ведомость потребности в материалах
Карты раскроя листового материала
Ведомость трудоемкости деталей
Ведомость загрузки оборудования
Спецификация оборудования
Ведомость работающих в цехе
Ведомость штампов и приспособлений
Ведомость оборудования для РММ
Ведомость оборудования для мастерской по
ремонту штампов
Баланс материалов и расчет грузопотоков
Ведомость площадей складов
Расчет площадей цеха
Ведомость распределения площадей по
отделениям
Ведомость расхода всех видов энергии
Ведомость всех затрат
Компоновка цеха и планировка оборудования
(1:1000)
План расположения оборудования
проектирования (в технологической части)
92
92
6.6. Производственная программа цеха
Производственная программа цеха холодной штамповки лежит в
основе проектирования всего цеха, так как по ней определяют
необходимое количество оборудования, размеры всех площадей цеха,
состав работающих в цехе, потребности в исходных материалах и т. д.
При проектировании расчет оборудования ведется по часовой
производительности прессов (количество отштампованных деталей). Для
определения баланса основных материалов по цеху необходимо знать
расход металла. Поэтому производственная программа цеха холодной
штамповки определяется как в количественном, так и в весовом
выражении. Программа для цеха приведена в табл. П13 приложения 1.
Количество запасных частей, подлежащих производству, устанавливается
на основании существующих норм расхода или особых указаний в задании
на проектирование, к которому могут быть приложены спецификации
запасных частей с указанием их годового выпуска. При укрупненном
проектировании количество запасных частей задается в процентах к
основной программе.
Программа служит основой для разработки внутрицехового
маршрута обработки, исходя из которого составляются программы для
отделений и участков. При создании технологического маршрута и
программы по отделениям необходимо учесть размеры партий запуска
штампуемых изделий.
При крупносерийном производстве в автомобильной
промышленности (150–200 тыс. шт. в год) частота запуска в штамповку
мелких и среднегабаритных деталей, не представляющих затруднений для
хранения заделов, составляет 12 запусков в год; для крупных,
металлоемких и трудноскладируемых – 24 и 18 запусков в год.
При мелкосерийном и среднесерийном объемах производства
(соответственно до 10 и 150 тыс. шт. в год) частота запуска мелких и
среднегабаритных изделий – 4–12, крупных – 6–22 раза в год.
При массовом производстве (свыше 200 тыс. шт. в год) частота запуска
определяется эксплуатационной стойкостью штампов.
Умножая заданное программой количество комплектов на
повторяемость деталей в комплекте (количество деталей, входящих в
комплект) и на годовую программу выпуска, затем деля полученное на
число запусков в год, определяют средний размер партии и используют его
для предварительных расчетов по проектируемому цеху. Размер партии
запуска должен быть таким, чтобы он обеспечивал минимальные потери
времени на смену штампов.
93
93
7. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ЕГО КОЛИЧЕСТВА
Выбор технологического процесса производства деталей и
определение трудоемкости изготовления главными вопросами, которые
решаются при проектировании и служат основой для всех последующих
этапов разработки проекта цеха в технологической части. На базе
выбранного варианта технологической части проекта создается проект
цеха холодной штамповки. Технологический процесс зависит от заданной
программы и типа производства, обусловлен требованиями к продукции,
которая будет выпускаться проектируемым цехом. При разработке
технологического процесса очень важно учесть возможность получения
выбранного оборудования в сроки, соответствующие пуску цеха. При
проектировании реконструкции цеха необходимо предусмотреть
возможности существующего оборудования, используемого для новой
технологии.
Разработка технологического процесса – важнейший этап
проектирования, от которого зависят все другие части проекта.
Поэтому организация, разрабатывающая технологическую часть
проекта, является головной в проектировании.
7.1. Технологический процесс
При разработке технологического процесса на первой стадии
проектирования оформляются ведомости технологического
проектирования, а при рабочем проектировании – технологические карты
раскроя листового материала.
При составлении внутрицехового маршрута обработки деталей
принимается один из трех основных принципов разделения цеха на
производственные участки:
1) группирование деталей по технологической однородности;
2) группирование деталей по принадлежности к одному узлу;
3) группирование деталей по смешанному принципу.
Первый принцип группирования деталей целесообразно применять в
следующих случаях:
– когда изготовление значительного количества деталей,
штампуемых в цехе, требует однородных технологических операций на
однотипном оборудовании;
– когда производство носит мелкосерийный характер и
максимальная загрузка оборудования может быть достигнута только путем
закрепления за ним всех однородных деталей;
94
94
– когда обрабатываемые детали не входят в узлы и изделия,
собираемые в данном цехе, или когда технологический процесс сборки
требует организации специальных сборочных участков (например, сборка
кабины трактора или автомобиля и т. д.).
Этот принцип группирования деталей обеспечивает максимальную
нагрузку и концентрацию однотипного оборудования на одном
производственном участке, а также позволяет использовать типовые
технологические процессы на проектируемом участке.
Но принцип группирования деталей по технологической
однородности имеет и отрицательные черты;
- необходимость создания промежуточных складов для хранения
деталей перед участками сборки (хранимый запас деталей должен
обеспечить время одного производственного цикла – период от начала
штамповки одной партии до начала штамповки следующей);
- удлинение периода изготовления комплекта деталей для данного
изделия за счет приходящихся на единицу оборудования;
- удлинение грузооборота в цехе за счет транспортировки деталей на
промежуточные склады и на сборку.
Второй принцип – узловое группирование деталей – является более
эффективным только при значительных количествах выпуска деталей. При
этом на одном участке концентрируется производство основной
номенклатуры деталей, входящих в один или несколько узлов.
Преимущество такого создания технологических процессов и
разделения штамповочных участков заключается в следующем;
- в уменьшении продолжительности цикла изготовления комплекта
деталей на изделие;
- в снижении грузооборота цеха за счет приближения сборочных
участков к участкам изготовления деталей;
- в сокращении площадей промежуточных складов перед сборкой, а
при массовом производстве в полном исключении их за счет организации
сборки в ритме процесса изготовления деталей.
Третий принцип группирования деталей – смешанный – применяется
в условиях поточной работы при крупносерийном и массовом
производстве. За производственным участком закрепляются детали,
составляющие номенклатуру одного или нескольких узлов, а догрузка
оборудования осуществляется отдельными деталями, однородными по
технологическому процессу.
На основании изложенного разрабатывается схема организации
технологического процесса; производственная программа распределяется
по участкам и все дальнейшие технологические расчеты выполняются в
соответствии с принятой схемой.
95
95
При разработке технологического процесса может возникнуть
необходимость изменения чертежей деталей с точки зрения их
технологичности.
Работа по уточнению конструкции деталей, изготовляемых холодной
штамповкой, так как от нее зависят – сокращение операции, необходимых
для штамповки изделий; уменьшение количества и упрощение
конструкций штампов, сокращение единиц оборудования; уменьшение
расхода металла.
Конструкция детали считается технологической, когда при
штамповке детали можно обеспечить:
а) минимальный расход металла за счет рационального раскроя
листа;
б) исключение брака во время штамповки приведением размеров
деталей в соответствие механическим свойствам исходного материала;
в) сокращение количества и применения унифицированных штампов
для такой операции, как гибка, резка, пробивка отверстий;
г) надлежащую стойкость и производительность для совмещенных
штампов (в массовом и крупносерийном производстве);
д) возможность придания заготовке наиболее выгодной формы для
выполнения операций глубокой вытяжки (например, спаривание правой и
левой деталей) и уменьшения количества переходов.
Предварительная проработка конструкций деталей, штампуемых из
листа, является мощным резервом снижения затрат на инструментальную
оснастку, на оборудование и сокращение сроков освоения нового
производства,
Тот или иной вариант технологического процесса холодной листовой
штамповки заготовительных операций выбирается на основе объема
производства и специальных требований к выпускаемой продукции.
На первой стадии проектирования процесс оформляется в виде
ведомости (табл. П14 приложения 1). На стадии рабочих чертежей
составляется более подробная технологическая карта с указанием эскизов и
подробных данных по каждому переходу штамповки и карта раскроя листа.
Эти материалы включают:
- марку исходного материала с полной характеристикой и
обозначением ГОСТа, номера технологических условий, класса
поверхности, группу штампуемости по существующей стандартной
классификации;
- профиль исходного материала и его размеры;
- размеры заготовки для одной детали, мм;
- норму расхода материала (по весу на одну деталь, кг) с учетом
всех расходов по штамповке и некратностей при раскрое;
- вес заготовки на одну деталь, кг.
96
96
В технологических картах указывается последовательность
операций, характеристика оборудования, тип и размер штампов и
приспособлений, специального и стандартного инструмента и контрольноизмерительной оснастки,
Существуют два метода описания технологических процессов для
расчета количества оборудования:
1-й метод – описание технологий по укрупненным показателям –
используется на первой стадии проектирования и дает материал для
укрупненного расчета потребного оборудования.
Все детали делятся по принципу однородности технологии. Каждая
группа объединяет детали, подобные по геометрической форме, размерам
и другим признакам. От каждой группы выделяется деталь-представитель,
т. е. деталь, обладающая наибольшим количеством характерных черт
данной группы. Для этой детали разрабатывают типовую технологию и
производят нормирование. По полученным данным рассчитывают
необходимое количество оборудования.
2-й метод – детальное описание технологии – применяется на стадии
рабочих чертежей и заключается в подробной разработке технологических
карт на каждую деталь по всей номенклатуре цеха. По картам ведется
расчет каждой единицы оборудования.
Разрабатывая технологический процесс холодной штамповки,
проектант обязан использовать при малосерийном производстве более
простые (и поэтому дешевые) конструкции штампов независимо от
увеличения числа операций при изготовлении детали.
При крупносерийном и массовом производстве следует применять
сложные конструкции последовательных, совмещенных и
автоматизированных штампов, объединяющих несколько технологических
операций, так как это сокращает продолжительность цикла обработки и
уменьшает трудоемкость изготовления деталей.
При работе над проектом важно наилучшим образом использовать
производственные отходы металла для изготовления деталей меньших
размеров, ввиду высокой стоимости исходных материалов (холодный
листовой материал, лента). Однако необходимо учитывать, что
использование отходов повышает трудоемкость обработки. Отходы
требуют сбора и предварительной разделки. Операция штамповки из
отдельных кусков всегда менее производительна, чем штамповка из ленты
или полосы. Этот вид штамповки выполняется вручную, при небольшом
количестве рабочих ходов, и почти не поддается механизации и
автоматизации.
97
97
7.2. Определение трудоемкости изготовления деталей
Производительность труда на принятой технологической операции,
выраженная числом выпускаемых изделий, является исходным моментом
определения количества оборудования.
Можно пользоваться специальными таблицами, в которые сведены
данные по производительности труда на штамповочных операциях.
При детальном проектировании проектант определяет
производительность на основании технической характеристики пресса и
назначает технически обоснованную норму.
Механизация и автоматизация техпроцессов резко повышают
производительность и снижает трудоемкость. При работе на прессах
вручную использование ходов пресса составляет 12–30%. Механизация и
автоматизация увеличивают использование ходов пресса до 70–80%.
В зависимости от серийности производства можно рекомендовать
следующие способы механизации и автоматизации:
1. Приспособления для механизации отдельных приемов работы
на прессах. Выполняются автоматически отдельные части работы
(например, удаление изделия со штампа).
2. Штампы-автоматы и полуавтоматы. Это специальные
конструкции штампов, включающие автоматическую подачу ленты,
полосы и удаление изделий и отходов. Применяются при небольших
объемах производства.
3. Прессы-автоматы. Используются при достаточно крупных
объемах производства.
4. Автоматические линии штамповки. Такие линии широко
применяются при изготовлении массовых деталей. Автоматические
поточные линии наиболее эффективны при штамповке крупных деталей из
листового материала, например, в производстве кузовов и кабин легковых,
грузовых автомобилей на ЗИЛе, ГАЗе, Волжском автозаводе. Применение
автоматических поточных линий рентабельно только при крупносерийном
и массовом производстве. При массовом производстве они могут быть
объединены в одну линию со сборкой узла (сборка кабины и кузова
грузового автомобиля).
При разработке технологического процесса необходимо
устанавливать наиболее высокие нормы выработки, так как они
определяют технико-экономические показатели.
98
98
7.3. Расчет технологического оборудования штамповочных отделений
до
р
Ф
Т
n
Н
П
до
Ф
ср
р
з
n
n
ср
n
%100
ср
р
з
n
n
Расчет количества потребного технологического оборудования
является одним из ответственных этапов разработки проекта. Специфика
оборудования составляется на основании принятого технологического
процесса. Расчет осуществляется по всем производственным отделениям
необходимого количества оборудования путем определения суммарной
загрузки для каждого типоразмера оборудования, указанного в
операционных картах.
Заготовительное отделение.
Получаемый для обработки материал подвергается в
заготовительном отделении резке. Для резки листа на полосы и карты
применяются ножницы различных типов: гильотинные, с параллельными
режущими кромками, дисковые и др., а также листоправильные машины.
Для резки сортового металла, который тоже используется в цехах
холодной штамповки, могут быть установлены сортовые ножницы.
Необходимое количество ножниц.
, (55)
где Т – загрузка оборудования, ч, определяется на основании технического
нормирования,
;
– действительный фонд времени работы оборудования, ч;
П – программа для данного агрегата, т или шт.;
Н – средняя производительность агрегата, т/час или шт./ч.
Средняя производительность ножниц для резки листа 1,7–2 т/ч;
сортового проката – 1,5–1,7 т/ч. Средняя производительность правильных
машин на правке листа 2,5–3 т/ч.
Коэффициент загрузки оборудования в отделении
. (56)
Поскольку расчетное количество единиц
– дробное число, то
округляется оно до целого в сторону увеличения. Загрузка оборудования в
процентах выразится:
. (57)
Прессовое отделение
В прессовых отделениях устанавливаются прессы для холодной
листовой штамповки различных типов и размеров. Выбор типа машины
99
99
производится с учетом принятого технологического процесса. Усилие
одод
ФФ
..
21
одФ.
гршт1
Пt
шт
t
гр
П
Kmnt
н
2
н
t
пресса определяется по наиболее сложной операции, производимой на нем.
При проектировании цеха и расчете усилий машины необходимо
предусмотреть возможность изменения технологических процессов, т. е.
перевода на эти машины совершенно новых деталей. Следовательно,
прессы должны иметь некоторый запас.
Мощности, а их размеры – обеспечить штамповку любых деталей
соответствующей группы.
На первой стадии проектирования определяется общее количество
оборудования, по укрупненным показателям этого подсчитывается общая
загрузка оборудования по времени
Т=Т1+Т
, (58)
2
где Т1 – занятость оборудования на выполнение программы, час
(устанавливается техническим нормированием технологического процесса)
Т
– простой оборудования, связанный с переналадкой штампов, их
2
сменой и установкой, ч.
Тогда расчетное количество единиц прессового оборудования
. (59)
Здесь
– годовой фонд времени оборудования, час.
Время занятости оборудования на выполнения производственной
программы
, (60)
где
– определяемая по типовой технологии норма времени на типовую
деталь данной группы, ч;
– количество деталей данной группы на годовую программу.
При закреплении, за одной машиной нескольких групп деталей в
процессе работы возникает необходимость смены штампов по
определенному графику, составленному на основании разбивки деталей,
их программы и частоты запуска деталей в работу (табл. П15 приложения
1). Время на переналадку штампов принимается по табл. 6 или
рассчитывается по формуле.
, (61)
где
– время, затрачиваемое на одну переналадку, ч;
n – количество деталей в группе, шт.;
m – Количество операций (среднее), принятое для изготовления
деталей данной группы в год;
K – расчетное число запусков деталей данной группы.
100
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]