Учебник по Технологии

∙слесарная – изготовление всех деталей трансформатора одним квалифицированным слесарем;

∙намоточная – намотка всех электрических обмоток одним рабочим-намотчиком;

∙сборочная – полная сборка всего трансформатора одним слесарем-сборщиком, возможно даже тем, кто изготавливал детали;

∙контрольная – контроль всех электрических параметров трансформатора тем же рабочим, который выполнял намоточные операции.

Таким образом, весь ТП можно построить из четырех операций с двумя рабочими. При этом нет необходимости в применении специального высокопроизводительного технологического оборудования, конвейеров, организации поточного производства и т.п. Если же производство этих трансформаторов массовое (миллионы в год), то, очевидно, потребуется не два, а сотни или тысячи рабочих. При этом целесообразно поручить каждому рабочему одну мелкую операцию, которую он быстро освоит и будет производительно выполнять, при этом весь ТП будет состоять из десятков мелких операций, выполняемых последовательно (поточно). При этом окажется целесообразным приобретение (или изготовление) специального высокопроизводительного оборудования, конвейеров и т.п.

Основными факторами, определяющими степень дифференциации, являются характер производства и связанный с ним объем выпуска продукции. Чем выше серийность выпускаемой продукции и меньше ее номенклатура, тем на большее число операций можно расчленять процесс без лишнего усложнения планирования производства.

Последовательность операций и переходов намечают исходя из следующих основных положений:

1)последующие операции, переходы должны уменьшать погрешности и улучшать качество поверхности, полученной при предыдущей обработке;

2)сначала следует обрабатывать поверхность, которая будет служить установочной базой для последующих операций. Для установки детали при первой операции следует по возможности выбирать наиболее ровную и имеющую наибольшие размеры поверхность;

3)после обработки установочной поверхности заготовки в последующих операциях деталь базируется на нее или на поверхность, связанную с ней;

81

4)как правило, сначала обрабатываются менее точные поверхности;

5)операции, при которых возможно появление брака, следует приводить вначале;

6)отверстия нужно сверлить в конце ТП, за исключением тех случаев, когда они служат базами для установки.

Второй этап проектирования частного ТП. Выбор техноло-

гического оборудования определяется теми же соображениями: чем больше программа выпуска изделий, тем более высокопроизводительное и дорогое оборудование следует выбирать для разрабатываемого ТП. Более подробно правила выбора средств технологического оснащения ТП изложены в ГОСТ 14.301 ЕСТПП.

Третий этап проектирования частного ТП. Выбор средств технологического оснащения производится с учетом:

1)типа производства и его организационной структуры;

2)вида изделия и программы выпуска;

3)характера намеченной технологии;

4)возможности группирования операций;

5)максимального применения имеющейся стандартной оснастки и оборудования;

6)равномерной загрузки имеющегося оборудования.

При групповом методе обработки изделий выбор средств технологического оснащения определяется:

∙общностью производимого вида обработки (сборки) по группам операций;

∙составом операций группы, их суммарной трудоемкостью и повторяемостью;

∙конструктивными и технологическими признаками обрабатываемых изделий или их элементов (размеры, марки материалов, форма, элементы базирования и пр.).

Четвертый этап проектирования частного ТП. Выбор тех-

нологического оборудования должен начинаться с анализа формирования типовых поверхностей деталей и сборочных единиц и отдельных методов их обработки с целью определения наиболее аффективных методов обработки исходя из назначения и параметров изделия.

82

Результаты анализа должны быть в виде :

∙отношений основных времен;

∙отношений штучных времен;

∙отношений приведенных затрат на выполнение работ различными методами. Лучшим вариантом считается тот, значения показателей которого минимальные.

Выбор оборудования производят по главному параметру, являющемуся наиболее показательным для выбираемого оборудования, т.е. в наибольшей степени выделяющему его функциональное значение и технические возможности.

Оснащенность ТП для выпуска изделий в заданных количествах характеризуется коэффициентом технологического оснащения, который равен частному от деления количества специального оборудования, по данному изделию на количество оригинальных деталей в изделии.

Величина коэффициента технологического оснащения зависит от типа радиоаппарата (радиоприемник, приемо-передатчик, РЛС и др.), количества оригинальных деталей и годового задания (масштаба выпуска) и находится в пределах от 0,6 (для мелкосерийных изделий) до 3,5–4,0 ( для изделий выпускаемых крупными сериями).

Проектирование и изготовление технологической оснастки (ТО) занимают около 80 % трудоемкости работ всей ТИП. Технологическая оснастка необходима для любого типа производства с той лишь разницей, что для массового и крупносерийного производства специальная оснастка увеличивается количественно и усложняется конструктивно, а для единичного и мелкосерийного производства ее количество ограничивается и делаются возможные конструктивные упрощения.

ЕСТПП устанавливает шесть систем технологической осна-

стки:

1)неразборную специальную (НСО);

2)универсально-наладочную (УНО);

3)универсально-сборную (УСО);

4)сборно-разборную (СPO);

5)универсально-безналадочную (УБО);

6)специализированную наладочную (СНО).

Неразборная специальная оснастка служит для выполнения определенных операций механической обработки одного типораз-

83

мера детали. Проектирование и изготовление этих приспособлений трудоемко и дорогостояще. Применяются в условиях крупносерийного, массового и частично серийного производства.

Универсально-наладочная оснастка (УНО) используется в серийном и мелкосерийном производстве при обработке на токарных, фрезерных, сверлильных и других станках сложных по форме деталей.

Универсально-сборная оснастка (УСО) компонуется из нормализованных деталей и сборочных единиц, входящих в ее комплект. Комплект содержит 1500–2500 базовых, опорных, установочных, направляющих, прижимных, крепежных и других деталей. Бригада из пяти слесарей может за год собрать из комплекта 2500 приспособлений. Нормализованные взаимозаменяемые детали и сборочные единицы УСО соединяют между собой с помощью шпонок, шпилек, болтов.

Основные детали УСО должны обладать большой износостойкостью, поэтому изготавливаются из легированной стали 12ХНЗА с последующей цементацией и закалкою.

В последнее время УСО получила широкое применение при производстве РЭС в связи с применением группового метода обработки. Наиболее эффективно ее применение в единичном и мелкосерийном производстве.

Система универсально-сборных оснасток обеспечивает:

∙осуществление таких операций, где специальные приспособления нерентабельны;

∙сокращение ручных разметочных операций;

∙значительное упрощение проектирования приспособлений;

∙уменьшение объема технологической документации;

∙повышение культуры производства и развития инициативы инженеров и рабочих.

Сборно-разборная оснастка собирается из нормализованных и взаимозаменяемых деталей и узлов для однотипных деталей. Специальные детали в приспособлениях СРО составляют 20 % их общего количества. Применяют в мелкосерийном производстве для обработки группы деталей.

Универсально-безналадочная оснастка объединяет приспособления для закрепления деталей, объединенных общностью базо-

84

вых поверхностей и характером обработки. Они требуют только регулировки зажимных элементов (токарные патроны и т.п.).

Специализированной наладочной оснасткой называются приспособления, характеризующиеся применением смежных наладочных элементов и широко использующиеся при методе групповой обработки и применении типовой технологии, быстро переналаживаемые с обработки одной группы деталей на другую.

УБО покупается; СРО проектируется и изготавливается полностью на предприятии, ее проектирующем; УСО состоит в основном из комплектов покупных деталей и сборочных единиц; УНО в своей основе имеет покупные изделия с проектируемыми и изготавливаемыми к ним сменными элементами; ОНО состоит из базовой части оснастки и сменных элементов, проектируемых и изготавливаемых на предприятии; НСО проектируется и изготавливается самим предприятием для одной определенной операции.

При выборе ТО используется следующая документация:

∙нормативно-техническая (стандарты на ТО и технологическое оборудование, термины и определения ТО);

∙техническая (альбомы типовых конструкций оснастки, каталоги и паспорта на ТО, инструктивно-методические материалы по выбору ТО).

На основании разработанного ТП заказываются необходимые материалы, определяется загрузка оборудования, выполняется недостающее оборудование и изготовление приспособлений, составляются календарный планы работы цехов по выпуску деталей и передаче их на сборку.

Под технологической оснащенностью производства понимается способность производства удовлетворять требованиям заданного ТП.

Основными показателями технологической оснащенности являются:

∙замкнутость производственного цикла в пределах участка, цеха, завода;

∙выбор оптимальной кооперации между участками, цехами или заводами по постановке и совместной технологической обработке заданного изделия;

∙максимальная автоматизация и механизация производственных процессов;

85

∙непрерывное совершенствование оборудования и аппаратуры;

∙введение современных методов обработки;

∙типизация ТП и применение групповых методов при производстве РЭС.

Значительный выигрыш от правильной технологической оснащенности достигается в основном при крупносерийном или массовом производстве, в условиях мелкосерийного производства полная технологическая оснащенность не приводит к экономическому выигрышу, поэтому нужен не только расчет, но и экспериментальная проверка эффективности оснащения.

При теоретическом анализе технологической оснащенности производство рассматривается как сложная система – вводят комплексные критерии оценки качества оснащенности.

Как показывает анализ, оснастка плохо используется, а ведь именно она непосредственно «материализует» ТП, в наибольшей степени определяет и качество продукции, и гибкость производства, и его экономичность. Между тем 80 % инструментов относятся к разряду ручного применения. В серийном производстве опятьтаки 80 % оснастки имеет специальное назначение – только для конкретного изделия.

До 90 % оснастки проектируется и изготавливается заново, что значительно удлиняет сроки технологической подготовки производства. Интенсивность использования ТО низка – она лежит на складах и морально стареет. Ежегодно списывают множество физически изношенных инструментов.

Единственный выход из этого положения – переход к переналаживаемой ТО. Необходимо обобщить все передовое, интересное по универсальной переналаживаемой оснастке, применять агрегатирование, оптимальный синтез оснастки на основе ЭВМ и САПР.

Создание и повсеместное внедрение универсальной переналаживаемой оснастки является одним из важнейших, определяющих факторов в решении задач развития гибких производственных систем.

Пятый этап проектирования частного ТП. Выбор измери-

тельного инструмента и контрольных приспособлений.

Основные требования, предъявляемые к средствам измерения, – это точность, производительность и стоимость.

86

Выбор средств измерения зависит от сложности формы контролируемой детали, сборочной единицы, от характера измеряемых параметров и от типа производства. Рост производительности труда и высокая точность изготовления заставляют отказаться от субъективного контроля (несовершенство органов чувств и т.п.). Единственный путь – механизация и автоматизация контрольно-измери- тельных операций.

Необходимость механизации и автоматизации определяется еще и тем, что в условиях растущих масштабов производства с особой остротой встает задача предупреждения брака. При современных формах организации дифференцированного производства сам факт отбраковки негодной детали или сборочной единицы создает опасность срыва выпуска готовых изделий со сборки. Поэтому необходим такой контроль, который не только регистрировал бы фактические результаты производства, но и воздействовал бы на его ход, регулировал производственный процесс в заданном технологическом режиме.

В настоящее время существуют две основные формы контроля деталей – пассивная и активная.

Пассивная форма оправдывает себя в условиях нестабильного TП, когда возможны случаи возникновения аварийного (статистически неопределимого) брака, или в условиях особой трудоемкости контрольных oпeраций. Форму пассивного контроля применяют тогда, когда нет надобности в рассортировке их на группы размеров.

Наиболее низкая степень автоматизации активного контроля – непрерывное измерение детали в процессе обработки с помощью какого-либо показывающего прибора, например, индикатора. В этом случае рабочий не производит пробных измерений, а следит за показаниями приборов и выключает станок по достижении заданного размера. Более высокая степень автоматизации – управление рабочими органами станка по результатам измерения.

Таким образом, необходимо вводить в TП значительное количество контрольных операций и оснащать их не только универсаль- но-измерительным инструментом и предельными калибрами, но и контрольными приспособлениями.

Использование контрольных приспособлений обеспечивает объективность контроля, значительно сокращает время на выполнение контрольных операций.

87

В выборе (проектировании) приспособления для контроля данного параметра детали (сборочной единицы) должен быть учтен экономический фактор, т.е. эффективность применения проектируемого приспособления.

Очередной этап проектирования частного ТП – расчет режимов обработки, который должен выполняться так, чтобы обеспечить максимальную производительность труда при соблюдении нормативных сроков службы оборудования, другими словами: от оборудования нужно получить максимальную производительность, не допуская, однако, преждевременного износа.

Шестой этап проектирования частного ТП. Расчет техни-

ческих норм времени производится для каждой технологической операции и имеет цель выровнять все операции по времени. Технические нормы времени выполнения каждой операции должны быть равны или кратны общему ритму технологического потока (времени изготовления одного изделия).

Техническая норма времени Ттех рассчитывается по следующим формулам:

Ттех = Тпз + Тшт;

Тшт = Топ + Тобсл + Тпер;

Топ = Тосн + Твсп,

где Тпз – предварительно-заключительное время, необходимое ра-

бочему для подготовки к предстоящей работе (изучение чертежей, получение инструмента, подготовка рабочего места, сдача чертежей и инструмента, уборка рабочего места и т.п.); Тпз велико на индивиду-

альном и стремится к нулю при серийном и массовом производстве; Тшт – штучное время, необходимое для изготовления одного изде-

лия; Топ – операционное время, затрачиваемое на выполнение предусмотренных технологических операций; Тобсл – время обслуживания рабочего места, Тобсл = 1–7 % от Топ; Тпер – время коротких переpывов на естественные нужды (не включает обеденного перерыва). Тпер рассчитывается в размере 2 % от Топ; Тосн – время, не-

посредственно затрачиваемое на выполнение технологической операции (время обработки); Твсп – время, отводимое на вспомога-

тельные работы при выполнении технологической операции (на-

88

пример, съем изделия с транспортного конвейера и постановка его обратно). Расчет по формулам ведется «снизу – вверх», начиная с расчета Тосн, затем Твсп и т.д.

Если представить все время нахождения детали на производстве и принять эту величину за 100 %, то только 5 % этого времени деталь находится на обработке (остальное время она лежит, ожидая обработки) (рис. 8).

55%%		100100% %

30 % Тосн	70 % Твсп
30 % Tосн	70 % TВСП

Рис. 8. Диаграмма распределения времени изготовления детали

Седьмой этап проектирования частного ТП. Проектирова-

ние технологических процессов сборки.

Проектирование процессов сборки имеет ряд особенностей, поскольку необходимо выбрать наиболее рациональные процессы и способы сборки, определить последовательность соединения деталей и частей, регулировки и контроля изделия (или частей его) с назначением оборудования, рабочих и измерительных инструментов.

Проектирование процесса сборки начинают с изучения и анализа конструкции по чертежам, схемам, ТУ и программе испытаний. В результате этого анализа должны быть установлены взаимосвязь частей изделия, условия их соединяемости и функционирования, определены процессы, оказывающие наиболее существенное влияние на качество изделия. После такого анализа конструкции разрабатывают маршрут (последовательность) сборки, последовательность и содержание каждой операции и оформляют технологическую документацию.

В заключении ТП сборки оценивается комплексом показателей, основные из них: удельный вес трудоемкости сборочных работ, длительность цикла сборки, степень разделения сборки на параллельные потоки, удельный вес механизированных операций,

89

выполняемых без подгонки, разборки, механической обработки и др. По этим показателям можно выбрать из нескольких вариантов процесса сборки изделия наилучший или сравнить ТП сборки данного изделия и других аналогичных ему по конструкции.

По ГОСТ 2.101–68 ЕСКД все независимо собираемые части изделия называют сборочными единицами.

Необходимость расчленения изделия на сборочные единицы определяется в первую очередь условиями работы и эксплуатации, возможностью изготовления и соединения деталей.

Количество сборочных единиц в изделии определяет возможности сокращения трудоемкости и длительности (цикла) сборки за счет создания условий для выполнения сборочных операций, разделения процесса сборки на параллельные потоки, автоматизации и механизации процесса, т.е. разделяют на сборочные единицы еще и из технологических соображений.

Процесс сборки сложных изделий состоит из переходов, выполняемых не только последовательно друг за другом, но и параллельно. Последовательность (или маршрут) такого процесса может быть представлена графически, в виде схем. Схема должна как можно более точно отображать ТП сборки.

Первый этап процесса проектирования сборки – построение схем процесса сборки с определением переходов и оптимальной последовательности их выполнения. Исходными материалами для этого служат сборочные чертежи и технические условия, выполненные согласно ГОСТам ЕСКД.

Восьмой этап проектирования частного ТП. Выбор опти-

мального варианта ТП является одним из важнейших этапов разработки частного ТП. Обычно разрабатывается несколько возможных вариантов ТП, из которых выбирается оптимальный. Приведем один из простейших способов выбора оптимального варианта ТП по критерию себестоимости.

Себестоимость изделия слагается из себестоимости применяемых материалов, зарплаты производственных рабочих и суммы косвенных затрат, исчисляемых в процентах к зарплате.

При выборе варианта ТП нужно определить лишь ту часть себестоимости, величина которой зависит от варианта ТП.

Себестоимость сборочной операции:

Соп = Тшт l(1 + Zн ) + ∑Сэ о + ∑ Са о + ∑Си + ∑Сп ,

60 100

90