Лекция №1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Лекция №1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОТНОСЯЩИЕСЯ
РАЗРАБОТКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
К
1.1 ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ,
ИХ ЭЛЕМЕНТЫ
Производственный процесс представляет собой совокупность
действий, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты
превращаются в готовую продукцию, соответствующую своему назначению.
В производственный процесс входят не только процессы, непосредственно
связанные с изменением формы и свойств обрабатываемых заготовок, но и все
необходимые вспомогательные процессы (подготовка производства,
контроль, цеховой и внутризаводской транспорт и др.).
Календарное время периодически повторяющегося производственного
процесса, называется производственным циклом. Время, потребное для
изготовления одного изделия, называется трудоемкостью.
Остальное время производственного цикла расходуется на
пролеживание заготовок: на операциях в партии, между операциями, в
контроле и на промежуточных складах.
Норма времени — регламентированное время выполнения
технологической операции в определенных организационно-технических
условиях одним или несколькими исполнителями соответствующей
квалификации.
Норма выработки — регламентированное количество изделий, которое
должно быть обработано или изготовлено в заданную единицу времени в
определенных организационно-технических условиях одним или несколькими
исполнителями соответствующей квалификации.
Штучное время — отношение календарного времени технологической
операции к числу изделий, одновременно изготовляемых на одном рабочем
месте.
Технологический процесс — часть производственного процесса,
содержащая действия по изменению и последующему определению состояния
предмета производства.
Технологический процесс изготовления прибора в общем случае
включает в себя различные технологические процессы: изготовление
исходных заготовок, термическая обработка, механическая обработка
заготовок, нанесение покрытия, окраска, узловая и общая сборка приборов,
регулировка и испытания.
Технологический процесс расчленяется на технологические операции,
а операции — на установы, технологические и вспомогательные переходы,
рабочие и вспомогательные ходы, позиции.
Технологической
операцией
называется
законченная
часть
технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте одним
рабочим или группой рабочих.
Установ — часть технологической операции, выполняемая при
неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой
сборочной единицы.
Технологический переход — законченная часть технологической
операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и
поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.
Вспомогательный переход — законченная часть технологической
операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не
сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости
поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода
(установка заготовки, смена инструмента и т.п.).
Рабочий ход — законченная часть технологического перехода,
состоящая из однократного перемещения инструмента относительно
заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости
поверхности или свойств заготовки.
Вспомогательный ход — законченная часть технологического
перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента
относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров,
шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимого для
выполнения рабочего хода.
Позиция — фиксированное положение, занимаемое неизменно
закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной
единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или
неподвижной части оборудования для выполнения определенной части
операции.
Приспособление — технологическая оснастка, предназначенная для
установки или направления заготовки или инструмента для выполнения
технологической операции, например: тиски, кондуктор, патрон, оправка и
т.п.
Инструмент — технологическая оснастка, предназначенная для
воздействия на заготовку с целью изменения ее состояния.
Приемом называется часть операции, непосредственно связанная с
подготовкой станка к выполнению отдельных переходов (подвод
инструмента, пуск и останов станка, включение подачи и т.д.).
Приемы учитываются при нормировании операции.
Рассмотренная структура технологического процесса, включающая
операции, установы, переходы и ходы, называется четырехступенчатой. Она
характерна для обработки деталей на металлорежущих станках.
Сборочные и частично электротехнические процессы характеризуются
более простой двухступенчатой структурой, включающей только два
элемента: операции и переходы.
Средства технологического оснащения — совокупность орудий
производства, необходимых для осуществления технологического процесса.
Рабочее место — часть производственной площади цеха, на которой
размещены один или несколько исполнителей работы и обслуживаемая ими
единица технологического оборудования или часть конвейера, а также
оснастка и (на ограниченное время) предметы производства.
Рабочие места оснащаются:
а) технологическим оборудованием — средствами технологического
оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического
процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них,
а также технологическая оснастка, и, при необходимости, источники энергии.
К технологическому оборудованию относятся литейные машины, прессы,
станки, печи, гальванические ванны, разметочные плиты, испытательные
стенды и т.д.;
б) технологической оснасткой — средствами технологического
оснащения, дополняющими технологическое оборудование для выполнения
определенной части технологического процесса. К технологической оснастке
относятся режущий инструмент, штампы, приспособления, калибры, прессформы, модели, литейные формы, стержневые ящики и т.п.;
в) вспомогательными средствами, включающими тару, инвентарь
(совокупность всех материальных ценностей, принадлежащих предприятию),
устройства, обеспечивающие безопасность работы.
Подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению
определенной технологической операции называется наладкой. К наладке
относятся установка приспособления, переключение скорости или подачи,
настройка заданной температуры и т.д.
Подналадка — дополнительная регулировка технологического
оборудования и (или) оснастки в процессе работы для восстановления
достигнутых при наладке значений параметров.
Цикл технологической операции — интервал календарного времени
от начала до конца периодически повторявшейся технологической операции
независимо от числа одновременно изготовляемых изделий.
Такт выпуска — интервал времени, через который периодически
производится выпуск изделий определенного наименования, типоразмера и
исполнения.
Ритм выпуска — количество изделий определенного наименования,
типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени.
1.2 ОБЪЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА
Изделие — это любой предмет или набор предметов производства,
подлежащих изготовлению на предприятии, количество которых может
исчисляться в штуках или экземплярах.
В зависимости от назначения различают изделия основного
производства (предназначенные для поставки) и изделия вспомогательного
производства (предназначенные только для собственных нужд предприятия,
изготовлявшего их).
К покупным относят изделия, не изготовляемые на данном предприятии,
а получаемые им в готовом виде.
Виды изделий: а) детали; б) сборочные единицы; в) комплексы; г)
комплекты. В зависимости от наличия или отсутствия составных частей в
изделиях их подразделяют на неспецифицированные (детали) — не имеющие
составных частей, и специфицированные (сборочные единицы, комплексы,
комплекты) — состоящие из двух и более составных частей.
Деталь — изделие, изготовленное из однородного по наименованию и
марке материала, без применения сборочных операций, например: валик из
одного куска металла; литой корпус; пластина из биметаллического листа;
печатная плата.
Сборочная единица — изделие, составные части которого полежат
соединению между собой на предприятии-изготовителе сборочными
операциями (свинчиванием, клепкой, сваркой, пайкой, склеиванием и т.п.),
например: автомобиль, станок, микромодуль, редуктор, сварной корпус.
Комплекс — два и более специфицированных изделия, не соединенные
на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенные
для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций, например:
поточная линия станков, автоматическая телефонная станция; бурильная
установка; изделие, состоящее из ракеты, пусковой установки и средств
управления; корабль.
Комплект — два и более изделия, не соединенные на предприятииизготовителе сборочными операциями и представляющие набор изделий,
имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера,
например: комплект запасных частей, комплект инструмента и
принадлежностей, комплект измерительной аппаратуры, комплект
упаковочной тары и др.
Полуфабрикат — изделие предприятия-поставщика, подлежащее
дополнительной обработке или сборке.
Заготовка — предмет производства, из которого изменением формы,
размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготовляют
деталь или неразъемную сборочную единицу.
1.3 ТИПЫ ПРОИЗВОДСТВА
Различают три основных типа производства: единичное, серийное и
массовое.
Единичным называется такое производство, при котором изготовление
одного или нескольких изделий либо не повторяется совсем, либо повторяется
через неопределенные промежутки времени.
Продукцией единичного производства являются изделия, не имеющие
широкого применения и изготовляемые обычно по отдельным заказам.
Оснастка цехов и заводов единичного производства должна быть
приспособлена к изготовлению разнообразной продукции и поэтому состоит
из универсальных типов или, будучи специальной, изготовляется
упрощенной.
Квалификация рабочих единичного производства должна быть высокой,
что обусловлено разнообразным характером выполняемых работ.
Серийным называется такое производство, при котором изделия
изготовляются партиями или сериями, регулярно повторяющимися через
определенные промежутки времени. В зависимости от объема выпуска
различают:
• мелкосерийное производство, приближающееся к единичному
(разнообразная номенклатура и незначительные объемы выпуска), в котором
применяются в основном универсальная оснастка и частично специальные
приспособления, специальные режущие и измерительные инструменты,
• среднесерийное производство (более узкая номенклатура и более
значительные объемы выпуска), в котором применяются универсальная,
нормальная и реже специализированная и специальная оснастка;
• крупносерийное производство (ограниченная номенклатура и большой
объем выпуска изделий), для которого характерно применение нормальной,
специализированной, а в ряде случаев и специальной оснастки.
Массовым называется такое производство, при котором в течение
длительного периода времени изготовление изделий ведется путем
выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно повторяющихся
операций.
Вся
оснастка
технологического
процесса
имеет
узкоспециализированный характер, что является экономически оправданным
в случае постоянства технологического процесса. При массовом производстве
наиболее благоприятны условия для механизации и автоматизации.
Существует две основные разновидности массового производства: поточное
производство и производство непрерывным потоком.
Поточным методом производства называется такая организация
производства, при которой рабочие места располагаются в соответствии с
порядком выполнения операций, причем количество и производительность
этих рабочих мест рассчитаны таким образом, что переход заготовок с одной
операции на другую осуществляется без задержек и пролеживания.
Поточное производство характеризуется разной трудоемкостью
операций; поэтому здесь станки загружены по времени неодинаково, и
малозагруженные станки работают периодически.
При производстве непрерывным потоком время выполнения (период)
каждой операции с учетом времени транспортировки равно или кратно такту
выпуска. В результате согласованности этих периодов заготовки передаются
от одного станка к другому непрерывно.
Такт выпуска в минутах определяется формулой
Т
τ= η,
𝑁
где T — определенный промежуток рабочего времени, мин; N — число
объектов производства данного рода, изготовляемых за этот промежуток
времени; h — коэффициент использования оборудования по времени.
Тип производства количественно характеризуется коэффициентом
закрепления операций
Kз.о = N / n,
где N — число всех различных технологических операций,
выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца; n — число
рабочих мест.
Для массового производства Kз.о равен 1, т.е. на каждом рабочем месте
закрепляется выполнение одной постоянно повторяющейся операции. Для
крупносерийного производства Kз.о равен от 1 до 10 включительно, для
среднесерийного — свыше 10 до 20 включительно, для мелкосерийного —
свыше 20 до 40 включительно, для единичного производства — свыше 40.
1.4 ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ТРУДА
Затраты труда измеряются количеством рабочего времени, затраченного
на изготовление единицы продукции, и измеряются в ед. времени.
Единица времени труда является человеко-час.
Для определения нормы времени применяются расчетно-аналитические
и статистические нормы.
Большинство операций нормируются сейчас только расчетноаналитическим путем.
Техническая норма времени Т выражается формулой
Т
Т=Тшт+ пз
где
х
х- число деталей в партии;
Тпз – подготовитель-заключительное время на партию в мин;
Тшт – штучное время в мин;
Тшт=Топ +Тобс+ Тпер=То+Тв+Тобс+Тпер
где Топ – оперативное время, равное То+Тв в мин;
То – основное (технологическое) время;
Тв – непрерываемое вспомогательное время в мин;
Тобс – время обслуживания рабочего места (сумма времени
технического и организационного обслуживания)
Тпер – время перерывов на отдых в мин.
Основное (технологическое время) затрачивается на изменение размеров,
формы, состояния поверхностного слоя, структуры материала заготовки или
детали. Если все перечисленное производится без участия человека, то
основное время называется машинным. Если рабочий процесс осуществляется
с участием человека, то основное технологическое время называют ручным;
при частичном участии человека - машинно-ручным. Подготовительнозаключительное время затрачивается на приемы, производимые один раз на
всю партию собираемых сборочных единиц или обрабатываемых заготовок.
Это время затрачивается на ознакомление с чертежом и
технологическим процессом, подготовку рабочего места, оборудования,
приспособления и инструмента, приведение технологической системы в
порядок после окончания работы, настройку технологической системы.
Время обслуживания рабочего места затрачивается на уход за рабочим
местом и поддержание его в рабочем состоянии в процессе изготовления всей
партии изделий.
1.5
ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
ОСНОВЫ
РАЗРАБОТКИ
Одним из показателей эффективности производства является
себестоимость продукции. Себестоимость продукции целесообразно
разделить на текущие (прямые) расходы и расходы единовременного
характера (накладные).
прямые – основные затраты, которые непосредственно связаны с
процессом изготовления готовой продукции (оказанием услуг, выполнением
работ). К таким затратам, в частности, относятся расходы на оплату труда
персонала, затраты на приобретение материальных запасов (сырья);
накладные – дополнительные затраты, которые связаны с основным
процессом изготовления готовой продукции (оказания услуг, выполнения
работ), но их нельзя отнести к одному виду готовой продукции (работ, услуг).
В накладные расходы включаются коммунальные расходы, расходы на услуги
связи, иные прочие расходы;
Тогда себестоимость примет вид:
В
С=А+ ;
х
где А - сумма текущих расходов;
В - накладных расходов
К текущим расходам относится следующие:
1. Расходы на материал М
М = СМqМ-С0q0
где qМ – вес расходуемого материала в кг4
СМ – цена за 1 кг материала;
q0 – вес утилизируемых отходов в кг;
С0 – цена утилизируемых расходов за 1 кг.
2. Заработная плата
где
s – часовая зарплата, определяемая по тарифной сетке
Тшт – штучное время в мин;
p – начисления на зарплату в % (12-14%)
3. Прочие расходы текущего характера.
Расход на 1 операцию
qz – сумма всех расходов на 1 час.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
Технологический процесс фиксируется в соответствующих документах
(картах технологического процесса, маршрутных картах, операционных
картах и др.).
Степень детализации при проектировании технологического процесса и
форма документации зависят от типа производства.
В единичном производстве при проектировании технологических
процессов в большинстве случаев ограничиваются составлением маршрутных
карт. В них дается последовательность операций, изложенных в
повелительном наклонении, с указанием их целевого назначения (например,
обточить под шлифование), но без указания переходов и режимов обработки;
кроме того, для каждой операции приводятся цех, оборудование и норма
времени.
В мелко- и среднесерийном производстве применяют обычно карты
технологического
процесса,
предусматривающие
разработку
технологического процесса по переходам.
В условиях крупносерийного и массового производства применяют
операционные карты, каждая из которых составляется на одну операцию и
содержит значительно более подробные указания, чем технологическая. В
этих картах содержание операций излагается с указанием переходов и
режимов обработки и выполняются операционные чертежи, где заготовка
изображается в том виде и лишь с теми размерами, которые должны быть
получены в результате выполнения данной операции.
1.5 КАЧЕСТВО И ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ ПРОДУКЦИИ
Под качеством прибора понимают его соответствие заданным
техническим требованиям.
Сюда всходят такие показатели как точность, надежность,
долговечность.
Помимо размерной точности нужно обеспечить точность физических
параметров: твердость теплостойкость, вес, электросопротивление и т.д.
Требование технологичности конструкции означает, что изделие
должно быть сконструировано так, чтобы его можно было быстро освоить в
производстве и изготовлять наиболее рациональными способами. Это
требование нужно учитывать на всех этапах — от стадии проектирования
изделия до выпуска рабочих чертежей.
Технологичной можно считать такую конструкцию изделия, которая,
будучи эффективной и надежной в эксплуатации, является вместе с тем
наименее трудоемкой и металлоемкой в изготовлении.
Общая трудоемкость изделия складывается из трудоемкости
изготовления отдельных его деталей и трудоемкости сборки. Поэтому
технологичность конструкции изделия можно рассматривать также как сумму
технологичностей его сборочных единиц и деталей. Однако улучшение
технологичности всего изделия может привести к ухудшению его
конструкции. Это следует иметь в виду при поиске оптимального решения.
При составлении рабочих чертежей необходимо учитывать все
требования к конфигурации и материалу детали, которые соответствуют
намечаемым методам ее изготовления.
Большое значение имеет правильная простановка размеров, которая
должна быть по возможности тесно увязана с технологией детали.
Наконец, в чертежах (или в технических условиях) должны содержаться
и прямые указания технологического характера: о методах термической
обработки, об окончательной отделке поверхности, о покрытиях и т.д.
К числу основных факторов, влияющих на технологичность
конструкции, относятся: унификация и нормализация сборочных единиц,
деталей и их элементов; рациональное назначение допусков и посадок,
отклонений от правильной геометрической формы и взаимного расположения
поверхностей; методы сборки; точность изготовления; масштаб производства.
Развитие техники производства, внедрение передовых методов обработки и
новых материалов неразрывно связаны с соответствующей модернизацией
конструкций.
Количественно технологичность конструкции оценивают посредством
системы показателей, которая включает:
• базовые (исходные) показатели технологичности конструкции
представителя группы изделий, обладающих общими конструктивными
признаками;
• показатели технологичности конструкции, достигнутые при
разработке изделия;
• показатели уровня технологичности разрабатываемого изделия.
Степень технологичности нового изделия определяется или путем
сопоставления с конструкцией уже находящегося на производстве изделия,
или путем сравнения нескольких вариантов конструкции нового изделия.