15.1 Инструментальное обслуживание производства

Инструментальное обслуживание производства – система, предусматривающая:

- регулярное и своевременное обеспечение инструментом и технологической оснасткой соответствующего качества основного и обслуживающих производств в необходимом объеме и номенклатуре;

- изготовление технологической оснастки для нового производства;

- поставку инструмента предприятиям по кооперации или по договорным связям.

Общая характеристика инструментального обслуживания предприятия включает:

- задачи и направления развития инструментального обслуживания производства;

- системы классификации инструмента;

- состав инструментального хозяйства и его функции;

- системы инструментообеспечения в разных типах производственных систем.

Основными задачами системы инструментального обслуживания предприятия являются:

• бесперебойное и комплектное обеспечение рабочих мест инструментом, необходимым для текущего производства;

• своевременное изготовление комплектов техоснастки, необходимых для освоения новых изделий и техпроцессов;

– систематическое повышение качества инструмента, внедрение новых прогрессивных конструкций техоснастки, повышение инструментальной оснащенности технологических процессов;

- организация рациональной эксплуатации инструмента, обеспечивающей сокращение затрат на восполнение его износа и пополнение запасов оборотных фондов.

В целях рациональной организации инструментального обслуживания производства и упрощения технологической документации весь инструмент классифицируется. Классификация облегчает планирование, учет, хранение инструмента и создает возможность для внедрения автоматизированной системы управления инструментальным хозяйством.

Целью классификации является группировка инструмента в соответствии с его производственно-технологическим назначением и конструктивными особенностями, что создает возможность выбора однотипного и взаимозаменяемого инструмента.

На основе классификации производится индексация инструмента, то есть присвоение каждому типоразмеру инструмента условного обозначения – индекса (кода).

Классификация, кроме систематизации, создает реальные предпосылки для сокращения номенклатуры инструмента путем его стандартизации и унификации.

По характеру использования инструмент разделяется на стандартный (нормальный) и специальный. К стандартному относится инструмент общего назначения, используемый для выполнения многочисленных операций при изготовлении различной продукции. Специальный инструмент служит для выполнения определенной операции или изготовления конкретных изделий, изготовляется преимущественно на самом предприятии и не охвачен стандартизацией.

Наибольшее значение имеет классификация инструмента по назначению. В практике машиностроения применяется децимальная система классификации и индексации. Установлены десятичная система классификации инструмента и цифровая система индексации. Весь инструмент делится на 10 групп (режущий, измерительный, абразивный, штампы холодные, штампы горячие, приспособления, модели, инструменты кузнечные, слесарно-монтажные, вспомогательные). В свою очередь, группа режущего инструмента делится на 10 подгрупп (например, резцовый, фрезерный, сверлильный и т.д.). Подгруппа фрезерного инструмента содержит 10 видов и т.д.

Состав инструментального хозяйства определяется задачами инструментального обслуживания, типом производства и представляет собой совокупность общезаводских и цеховых подразделений, занятых проектированием, изготовлением, приобретением, восстановлением и эксплуатацией инструмента.

В состав организационно-производственной структуры инструментального хозяйства входят следующие основные функциональные подразделения:

- служба управления (инструментальный отдел или бюро инструментального хозяйства);

- служба эксплуатации техоснастки, объединяющая инструментальные хозяйства цехов: инструментально-раздаточные кладовые (ИРК), мастерские централизованной заточки инструмента, участки восстановления и ремонта оснастки, службу технического надзора за эксплуатацией техоснастки;

- инструментальный цех или цехи;

- центральный инструментальный склад или склады (ЦИС);

- служба универсальной стандартной переналаживаемой оснастки.

Организация инструментального хозяйства предполагает:

- установление норм расхода и запасов инструмента;

- планирование потребности в различных видах инструмента (общей потребности, расходного и оборотного фондов);

- выбор форм удовлетворения потребности в инструменте;

- технологическую подготовку инструментального производства;

- организацию производства инструмента;

- создание запасов инструмента;

- организацию учета, хранения и выдачи инструмента;

- выбор форм обеспечения инструментом рабочих мест;

- ремонт инструмента, технический надзор за его эксплуатацией, централизованную заточку режущего инструмента;

- определение возможностей восстановления и модернизации инструмента;

- поиск направлений повышения эффективности работы инструментального хозяйства.

Общая потребность предприятия по каждому виду и типоразмеру инструмента на плановый период (И_п) определяется по формуле:

И_п = И_р + (И_о.н. – И_о.ф.),

где И_р – расход инструмента на производственную программу в плановом периоде, шт.;

И_о.н. – норматив оборотного фонда на конец планового периода, шт.;

И_о.ф. – фактическая величина за­паса на начало планового периода, шт.

Схема расчета расхода инструмента на производственную про­грамму (расходного фонда), определяемая в зависимости от типа производства, исходя из величины производственной программы, номенклатуры инструмента и норм его расхода, показана в таблице 15.1.

Таблица 15.1

Порядок расчета расхода инструмента на программу

	Тип производства
	Массовый и крупносерийный	Мелкосерийный и единичный
Расчет расхода инструмента на программу (Ир), шт.
Расчет нормы расхода инструмента (Ирi), шт.	Измерительного: Режущего:
Расчет стойкости инструмента ­до полного его износа (Тст), ч	Тст = (З + 1) · t З = α / L

Условные обозначения:

m – число наименований деталей, обрабатываемых данным инструмен­том;

N_mi – производственная программа, шт.;

H_pi – норма расхода инструмента на 1000 деталей (для массового и крупносерийного типов производства) или на 1000 станко-часов работы станка (для мелкосерийно­го и единичного типов производства), шт./1000 деталей (станко-часов);

c – количество станков, на которых применяется данный инструмент;

F_дi – действительный (эффективный) фонд времени работы станка, ч;

в – степень охвата деталей контрольными измерениями, доля единицы;

n – число измерений одной детали;

n_из – число возможных измерений до полного износа инструмента;

t_м – машинное время обработки инструментом одной детали, ч;

К_у – коэффициент случайной убыли инструмента, доля единицы;

Р – число одновременно работающих инструментов данного типоразмера, шт.;

t – время работы инструмента между заточками, ч;

3 – количество заточек инструмента до полного износа;

α – толщина рабочей части инструмента, мм;

L – величина слоя, снимаемого за одну заточку, мм.

Оборотный фонд инструмента состоит из цехового оборотного фонда (F_ц) и запасов центрального инструментального склада (З_цис). Цеховый оборотный фонд включает эксплуатационный фонд (F_э) и запасы в цеховых инструментальных раздаточных кладовых (F_ирк). Эксплуатационный фонд – это количество инструмента на рабочем месте (F_рм) и его количество в заточке и ремонте (F_з,р). Иными словами, оборотный фонд инструмента – это количество инструмента, которое необходимо иметь на рабочем месте (F_рм), в заточке, ремонте (F_з,р) и в запасе – в цеховых инструментальных раздаточных кладовых (F_ирк) (в том числе страховой (F_с) и переходящий (F_п)) и в центральном инструментальном складе (в том числе минимальный (З_min), средний (З_ср), максимальный (З_max) запасы.

Оборотный фонд инструмента устанавливается на все виды и типоразмеры инструмента. Расчет отдельных элементов оборотного фонда представлен в таблице 15.2.

Инструментальное обслуживание рабочих мест зависит от типа производства. В таблице 15.3 перечислены типы производственных систем, формы организации производства, охарактеризованы применяемое оборудование и системы инструментального обслуживания, соответствующие им.

Таблица 15.2

Порядок расчета оборотного фонда инструмента

Оборотный фонд инструмента на предприятии (Ио): Ио = Fц + Зцис
Цеховый оборотный фонд (Fц) Fц = Fэ + Fирк			Запасы центрального инструментального склада (Зцис)
Эксплуатационный фонд (Fэ): Fэ = Fрм + Fз,р		Запасы в цеховых инструментальных раздаточных кладовых (Fирк) Fирк = Fп + Fс = Идн · П(1+ Ксз) = = (Ир:r)(1 + Ксз)	Устанавливаются три уровня запаса: Запас минимальный (Зmin): Зmin = Идн · Тср Запас максимальный (Зmax): Зmax = Рцис + Зmin = Идн · Тп · Зmin Запас средний (Зср): Зср = (Зmin + Зmax):2
Количество инструмента на рабочем месте (Fрм) Fрм = (tп:tс) · С · i · (1 + Кс), где tс = (tшт:tм) · Тст	Количество инструмента в заточке и ремонте (Fз,р) Fз,р = (tз:tп) · Fрм

Условные обозначения:

t_п – периодичность подачи инструмента к рабочим местам, ч; t_с – периодичность съема инструмента со станка, ч; С – число рабочих мест, на которых одновременно применяется данный инструмент; i – количество одноименного инструмента, одновременно применяемого на рабочем месте, шт.; К_с – коэффициент страхового запаса инструмента у рабочего (рассчитывается по фактическим отклонениям поступления инструмента от среднего интервала), доля единицы; t_шт – норма времени на обработку детали, ч; t_м – машинное время обработки инструментом одной детали, ч; Т_ст – стойкость инструмента до полного его износа, ч; N – производственная программа, шт.; К_вн – коэффициент выполнения норм; F_д – действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч; t_з – длительность цикла заточки или ремонта, ч; F_п – переходящий запас, шт.; F_с – страховой запас, шт.; И_дн – дневная потребность в инструменте, шт.; П – периодичность поставки инструмента из центрального инструментального склада в цеховые инструментальные раздаточные кладовые, дней; r – количество поступлений инструмента из центрального инструментального склада и инструментальной раздаточной кладовой в течение года; К_сз – коэффициент страхового запаса в цеховых инструментальных раздаточных кладовых; Т_ср – период срочного изготовления или поступления инструмента со стороны, дни; Р_цис – размер партии заказа инструмента в центральном инструментальном складе, шт.; Т_п – период поступления партии заказа, дни.

Таблица 15.3

Инструментальное обслуживание рабочих мест

в зависимости от типа производства

Тип производственной системы
Единичный и мелкосерийный	Серийный	Крупносерийный и массовый
Форма организации производства
Единичная	Изготовление деталей партиями	Поточная и автоматизированная
Характеристика применяемого оборудования
Универсальное оборудование, оснащенное стандартной техникой	Универсальное, агрегатное, специальное оборудование, оснащенное стандартной и специальной техоснасткой	Специальные автоматические станки и линии, оснащенные в основном специальной техоснасткой
Система инструментального обслуживания
Инструмент выдается из цеховых инструментальных раздаточных кладовых рабочим. Заточку инструмента производят в основном рабочие-станочники	Доставка инструмента на рабочие места или выдача из цеховых инструментальных раздаточных кладовых. Заточка сложнорежущего инструмента централизованная	Активные методы обслуживания, доставка инструмента на рабочие места, централизованная смена и заточка