5.Специфика построения групповых технологических процессов

При рассмотрении типов производства было отмечено, что поточно-массовое производство имеет значительные преимущества перед серийным непоточным производством.

Стремление в условиях мелкосерийного и единичного производства повысить производительность и экономичность обработки привело к созданию метода групповых технологических процессов. Этот метод основан на классификации деталей с выделением в группы таких деталей, изготовление которых характеризуется общностью применяемого оборудования, единой технологической оснасткой и общей настройкой станка. Для каждой такой группы деталей разрабатывается так называемая комплексная деталь, содержащая все элементарные поверхности, присущие деталям данной группы. Для комплексной детали проектируют технологический процесс и инструментальную наладку, определяют тип оборудования, конструкцию приспособления, которые будут пригодны для любой детали данной группы. В качестве примера, поясняющего роль комплексной детали, на рис.5.1 приведена группа из четырех деталей, обрабатываемых на токарно-револьверном станке в одну операцию. Указанные на деталях поверхности содержит комплексная деталь этой группы (рис. 5.1), имеющая 42 поверхности обработки.

Метод групповых технологических процессов непосредственно связан с унификацией конструкций машин и их элементов и основан на унификации технологической оснастки, ограничении ее конструктивных разновидностей, размеров и составных элементов. При разработке групповых технологических процессов и проектировании унифицированной оснастки большую роль играют ЭВМ. Главное в идее единой наладки для группы деталей заключается в резком сокращении времени на переналадку оборудования.

Применение групповых технологических процессов наиболее целесообразно на станках, рассчитанных на многопереходные операции: обработка тел вращения на токарно-револьверных станках, многорезцовых полуавтоматах, многошпиндельных токарных полуавтоматах, а в условиях гибкого многономенклатурного автоматического производства—на ТОЦ (токарных обрабатывающих центрах), а также корпусных деталей на фрезерных, агрегатно-сверлильных, горизонтально-расточных, в том числе на «обрабатывающих центрах» и других станках.

Оборудование для обработки деталей определенной группы располагается в последовательности изготовления комплексной детали, т.е. по потоку. Изготовление деталей осуществляется партиями. Таким образом, линия групповой обработки представляет собой переменно-поточную линию, в которой каждая партия деталей может обрабатываться по принципу непрерывно-поточного производства, если только будет соблюдена синхронизация выполнения операций.

Метод групповой технологии позволяет сократить подготовительно-заключительное время на 40—60 % и увеличить производительность на 20—50 % благодаря применению групповых приспособлений и наладок, целевой модернизации оборудования и введению групповых переменно-поточных линий.

Сопоставляя метод групповой технологии с типизацией процессов, можно отметить, что групповая технология нацелена на разработку операции, в то время как типовая—на разработку, процесса. Это различие накладывает особенности и на классификацию деталей в рассматриваемых методах.

Более эффективной может быть комплексная технологическая классификация, основанная на одновременном применении типовых процессов и групповых наладок операций для нескольких типов деталей с созданием легкопереналаживаемого оборудования и оснастки .

Значительно облегчает создание групповых ТП и позволяет автоматизировать процесс выбора основного технологического оборудования единый технологический кодификатор комплексных деталей и основного технологического оборудования.

Кодификатор состоит из двух частей (рис.5.2.). Первая часть называется “Технологический код комплексной детали”. Здесь содержится информация, описывающая комплексную деталь. Вторая часть называется “Технологический код основного оборудования”. Она содержит информацию, описывающую основное технологическое оборудование. Обе части разбиты на четыре раздела, каждый из которых характеризует взаимосвязанные параметры детали и оборудования.

Первый раздел для детали описывает ее тип по наличию центральной оси вращения, для оборудования – его тип в зависимости от способа обработки заготовки. В едином коде первый раздел характеризуется одной позицией (первой), которая может быть занята буквой: А или Б. Код А для детали обозначает деталь типа тела вращения, для оборудования – обработку с вращением заготовки.

Второй раздел для детали описывает ее габариты, для оборудования – габариты рабочего пространства станка и состоит из двух подразделов, каждый из которых включает пять групп. Первый подраздел описывает диаметр для тел вращения и основание для не тел вращения, а также максимальный диаметр обработки для станков с вращением заготовки и размеры стола для станков с обработкой без вращения заготовки. Второй подраздел описывает для тел вращения длину, для не тел вращения высоту и для станков с вращением заготовки – максимальную длину обработки, а для станков без вращения заготовки – максимальную высоту обработки. Каждая группа имеет цифровой код от 1 до 5, описывающий габариты детали и рабочего пространства станка. В едином коде второй раздел характеризуется двумя позициями (второй и третьей), по одной на каждый подраздел.

Рассмотрим кодирование комплексной детали на примере тел вращения (рис.5.3). Комплексная деталь представляет собой тело вращения, поэтому первую позицию кода занимает буква А . Максимальный диаметр при вращении детали 45 мм, поэтому вторую позицию кода занимает цифра 2. Максимальная длина детали 30 мм, поэтому третью позицию кода занимает цифра 1. Для обработки детали требуется токарная обработка по 6-му квалитету точности, сверлильная операция по 10-му квалитету точности и фрезерная операция по 10-му квалитету точности, поэтому четвертую позицию кода занимает цифра 5, а пятую и шестую позицию – цифра 1. Другие операции обработки для изготовления детали не требуются, поэтому следующие четыре позиции занимает цифра 0. Заготовкой детали является отливка, поэтому последнюю позицию кода занимает буква В.

Аналогично кодируется оборудование. Рассмотрим кодирование оборудования на примере токарного многоцелевого станка модели 11Б40ПФ4. Обработка на станке ведется с вращением заготовки, поэтому первую позицию его кода занимает буква А. Максимальный диаметр обрабатываемой на станке заготовки составляет 125 мм, поэтому вторую позицию кода занимает цифра 2. Максимальная длина обрабатываемой на станке заготовке 100 мм, поэтому третью позицию кода занимает цифра 1. На станке целесообразно выполнять токарные операции по 6-му квалитету точности, поэтому четвертую позицию кода занимает цифра 5. На станке целесообразно выполнение сверлильных и фрезерных операций по 8-му квалитету точности, поэтому пятую и шестую позиции кода занимает цифра 3. Другие технологические операции, в том числе и заготовительные на данном станке выполнять нецелесообразно, поэтому остальные позиции кода занимает цифра 0 ( рис.5.3).

Единый кодификатор построен таким образом, что имея банк данных с кодами и описанием конкретных моделей станков, можно осуществить выбор оборудования при помощи простого сравнения кода комплексной детали и кода оборудования, имеющегося в банке данных.

При выборе оборудования должны выполняться следующие условия:

1. Буквенные символы соответствующих позиций кодов комплексной детали и оборудования должны совпадать.

2. Цифровые символы позиций кода оборудования должны быть равными или на 1-2 единицы большими соответствующих позиций кода комплексной детали.

3. Если в техпроцессе обработки комплексной детали отсутствуют заготовительные операции (заготовки поступают в цех в готовом виде), то последнюю позицию кода выбираемого оборудования должна занимать цифра 0.

Как видно из вышеприведенных примеров комплексную деталь с кодом А.21.5110000.В, можно обработать на станке 11Б40ПФ4 с кодом А.21.5330000.0, т.к. при этом соблюдаются перечисленные выше условия.

В общем, система кодификатора такова, что, закодировав комплексную деталь, автоматически получаем код оборудования, необходимого для ее обработки. Это обеспечивает гибкость и эффективность производства.

Метод групповой технологии позволяет сократить подготовительно-заключительное время на 40-60% и увеличить производительность на 20-50% благодаря применению групповых приспособлений и наладок, целевой модернизации оборудования.

Типизация технологических процессов и групповая обработка заготовок представляют собой прогрессивные методы унификации ТП, позволяющие перенести методы массового производства в условия мелкосерийного. Сопоставляя эти методы, можно отметить, что групповая технология нацелена на разработку операции, в то время как типовая – на разработку процесса. Каждый из этих методов имеет свою область наиболее рационального применения, но больший успех может принести сочетание типовых процессов и групповых наладок операций для нескольких типов деталей с созданием легко переналаживаемого оборудования и оснастки.