2. Основы организации производственного процесса
Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий. На рис. 29 приведена упрощенная функциональная схема машиностроительного предприятия (без учета энергетических потоков и отходов производства) [6].
В состав производственного процесса включаются все действия по изготовлению и перемещению объектов производства на всех стадиях изготовления, организации снабжения и обслуживания рабочих мест и участков, управления всеми звеньями производства, а также все работы по технической подготовке производства. Рациональная организация производственного процесса невозможна без проведения тщательной подготовки производства к выпуску новых изделий.
Функции предприятия реализуются в производственном процессе, который также можно рассматривать как сложную систему. Обычно в производственном процессе выделяется ряд процессов технологического характера, во время которых происходит качественное изменение объекта производства (форма, размеры, механические свойства и т. д.). Такие процессы называют технологическими (ТП). Они протекают в пространственно-функциональных компонентах машиностроительного предприятия — цехах, производственных участках (отделениях). Технологические процессы машиностроительного предприятия принято делить на три группы: заготовительные, обрабатывающие и сборочные.
Заготовительные процессы осуществляются в литейном, кузнечном и других заготовительных цехах, где из исходных материалов изготавливаются заготовки деталей машин (литые, кованые, штампованные, вырезанные из проката, а также сварные).
Обрабатывающие процессы предназначены для того, чтобы придать заготовкам требуемую форму, размеры и механические свойства. Их осуществляют в механических, термических и гальванических цехах.
Основным методом изготовления деталей является механическая обработка резанием, которая состоит в удалении слоя металла в виде стружки для получения заданной формы, размеров и качества поверхностей деталей. Кроме обработки резанием может использоваться обработка без снятия стружки. Этот метод заключается в пластическом деформировании материала (получается резьба, зубчатые поверхности) и обеспечивает высокое качество поверхностей.
Для изготовления деталей из трудно обрабатываемых материалов применяются специальные методы и соответствующее им оборудование [10]. К таким методам относятся: электрохимическая, электроэрозионная, ультразвуковая, электронно-лучевая, лазерная, плазменная обработка и другие.
Сущность электрохимической обработки металлов заключается в том, что при протекании постоянного тока между электродами, погруженными в раствор электролита, происходит растворение металла. Таким способом прошиваются любые отверстия и полости, полируются поверхности.
Электроэрозионные методы основаны на явлении разрушения (эрозии) контактирующих поверхностей под действием импульсного электрического тока. Процесс обычно ведется в жидкой среде (керосине, масле), удаляющей разрушаемый металл с обрабатываемой поверхности детали.
В отличие от предыдущих методов ультразвуковая обработка применима к непроводящим ток материалам (керамике, алмазам, твердым сплавам). Сущность метода заключается в том, что вибрирующий с большой частотой (16-30 кГц) инструмент ударяет взвешенные в воде твердые частицы (абразивные зерна), которые воздействуют на обрабатываемый материал.
Электронно-лучевой метод обработки основан на способности пучка электронов превращать свою кинетическую энергию в тепловую и применяется для обработки очень малых отверстий, сварки, напыления тонких пленок (несколько микрон).
В основу работы лазерных установок положено использование внутренней энергии атомов и молекул некоторых веществ, способных к излучению под воздействием внешних источников.
Термическая и химико-термическая обработка применяется для изменения физико-механических свойств металлов. Основные виды термической обработки – отжиг, нормализация, закалка и отпуск. К химико-термической обработке относятся цементация (науглероживание), азотирование, цианирование, хромирование.
Покрытия (лакокрасочные, гальванические, окисными и пластмассовыми пленками) применяются для защиты материалов от коррозии и увеличения износостойкости, а также как декоративные.
Сборочные процессы проводят в сборочных цехах или на участках механосборочных работ, где из деталей машин, изготовленных на предприятии, покупных деталей и изделий собирают машины.
Сборка - заключительный этап в изготовлении машин. В зависимости от объема производства организация сборочного процесса может быть подчинена жесткому темпу конвейера или предусматривать индивидуальную сборку на одном рабочем месте. Сборку начинают с выбора базовой детали, на нее постепенно собираются все элементы (детали и сборочные единицы). При проектировании сборочных цехов важно правильно организовывать транспортные потоки: потоки не должны пересекаться и не должны быть встречными.
К технологическому процессу относят также контроль качества, очистку, а иногда и транспортировку (в автоматических линиях, механообработки, и поточных линиях сборки), которые, хотя и не изменяют объект производства, тесно связаны с процессами обработки и сборки или входят в них составной частью.