Производственный и технологический процессы. На машиностроительном (авторемонтном) предприятии выпол­няют разнообразные процессы, связанные с изготовлением (ремон­том) изделий

На машиностроительном (авторемонтном) предприятии выпол­няют разнообразные процессы, связанные с изготовлением (ремон­том) изделий. Совокупность взаимосвязанных действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления (ремонта) изделия, называют производствен­ным процессом.

В производственный процесс входят не только основныепро­цессы, связанные с преобразованием исходных материалов для получения готовых изделий, но и вспомогательные, например производство инструмента, приспособлений, ремонт оборудования, а также обслуживающие процессы (внутризаводское транспортиро­вание материалов и деталей, складские операции, контроль и др.), обеспечивающие возможность изготовления изделий.

Технологическим процессом называют часть производственного процесса, содержащую действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства. Следовательно, при выполнении технологического процесса дости­гается изменение формы, размеров, свойств материала или полу­фабриката в целях получения изделия в соответствии с задан­ными техническими требованиями.

Различают технологические процессы механической обработки, термической обработки, сборки и др.

Законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, называется технологической операцией.

Технологическая операция является основой для производственного планирования технологического процесса,т е. для расчета трудоемкости процесса, потребного числа рабочих по квалификациям и др. Технологическая операция содержит следующие элементы.

Установ — часть операции, выполняемая при неизменном закрепленииобрабатываемой заготовки (или собираемого узла, т.е. сборочной единицы).

Например, при выполнении операции цен­тровки торцов заготовки вала на токарном станке потребуются два установа, так как центрируют сначала один торец, а затем дру­гой. Эту же операцию можно выполнить за один установ на дву­стороннем центроваль­ном станке, позволяю­щем проводить одновре­менную центровку обоих торцов.

Операция разделя­ется на технологические и вспомогательные пере­ходы.

Технологический переход — законченная часть техно­логической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и по­верхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке, и постоянством режима работы.

Например, последовательное точе­ние резцом сначала одной ступени вала, а затем другой будет состоять из двух технологических переходов; если же выполнять обточку этих ступеней одновременно двумя резцами (рис. 1.1), то это будет обтачивание в один переход. Обработка одной и той же поверхности заготовки на черновом, а затем чистовом режиме будет состоять из двух технологических переходов, так как изме­няется режим резания.

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. Примерами вспомогательных переходов являются установка заготовки перед обработкой, пово­рот резцовой головки и др.

[1]

операцией. Технологическая операция является основой для производственного планирования технологического процесса, т е. для расчета трудоемкости процесса, потребного числа рабочих по квалификациям и др. Технологическая операция содержит следующие элементы.

Установ — часть операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки * или собираемого узла ** (сборочной единицы). Например, при выполнении операции цен­тровки торцов заготовки вала на токарном станке потребуются два установа, так как центрируют сначала один торец, а затем дру­гой. Эту же операцию можно выполнить за один установ на дву­стороннем центроваль­

ном станке, позволяю­щем проводить одновре­менную центровку обоих торцов.

Операция разделя­ется на технологические и вспомогательные пере­ходы.

Технологический переход — законченная часть техно­логической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и по­верхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке, и постоянством режима работы. Например, последовательное точе­ние резцом сначала одной ступени вала, а затем другой будет состоять из двух технологических переходов; если же выполнять обточку этих ступеней одновременно двумя резцами (рис. 1.1), то это будет обтачивание в один переход. Обработка одной и той же поверхности заготовки на черновом, а затем чистовом режиме будет состоять из двух технологических переходов, так как изме­няется режим резания.

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. Примерами вспомогательных переходов являются установка заготовки перед обработкой, пово­рот резцовой головки и др.

[1]Переход состоит из рабочих и вспомогательных ходов.

Р а б о ч и й ход — законченная часть технологического пере­хода в виде однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки. За каждый рабочий ход снимается один слой материала заданной толщины при неиз­менном режиме обработки.

Вспомогательный ход — законченная часть техно­логического перехода в виде однократного перемещения инстру­мента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заго­товки, но необходимого для выполнения рабочего хода. Например, вспомогательным ходом является перемещение суппорта токарного станка в исходное положение после выполнения обточки.

Рис. 1.2

При выполнении некоторых технологических операций уста­новленная и закрепленная заготовка или собираемый узел должны занимать ряд последовательных положений относительно рабочих органов оборудования с помощью поворотных или перемещающих устройств, т. е. занимать различные позиции.

Позиция — фиксированное положение, занимаемое закреп­ленной обрабатываемой заготовкой или собираемым узлом совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. Например, на рис. 1.2 показано фрезерование поверхностей 1 и 2 в две позиции; заготовка закреплена на поворотной части 3 при­способления 4. Обработав поверхность 1 (первая позиция), заго­товку, не раскрепляя, поворачивают с помощью поворотной части приспособления на 180°, фиксируют фиксатором 5 и фрезеруют поверхность 2 (вторая позиция).

При обработке заготовок на токарно-револьверном станке пози­цией считается каждое из последовательных положений револьвер­ной головки для ввода в действие нового инструмента. Применение многопозиционной обработки повышает производительность труда благодаря сокращению потерь времени на установ и закрепление заготовок или на смену режущего инструмента.

1§ 4. Техническая норма времени

Трудоемкость и себестоимость выполнения технологических опера­ций являются критериями эффективности спроектированного тех­нологического процесса. Трудоемкости выполнения операций опре­деляются расчетом на основе технических норм.

Нормой времени называют время, необходимое для выполнения работы (операции) в определенных организационно­технических условиях исходя из рационального использования производственных возможностей оборудования и рабочего места и с учетом передового производственного опыта. Норма времени выражается в часах или в минутах и устанавливается для каждой технологической операции.

Технической нормой выработки называют величину, обратную норме времени. Норма выработки выражает количество изделий (деталей), выпускаемых в единицу времени.

Различают три метода установления норм: 1) на основе изуче­ния затрат рабочего времени наблюдением; 2) по нормативам; 3) сравнением и расчетом по типовым нормам. При первом методе норму времени устанавливают путем изучения затрат времени непосредственно в производственных условиях на рабочих местах. Этот метод используют для обобщения передового опыта и для разработки нормативов. При втором методе производят расчет длительности операции, используя нормативы длительности выпол­нения отдельных элементов работы (операции). При третьем методе нормирование операции осуществляется приближенно с использо­ванием типовых норм. Первые два метода нормирования применяют в серийном и массовом производстве, третий метод — в единичном и мелкосерийном.

Норма времени на выполнение операции по обработке одной заготовки или по сборке одной сборочной единицы называется штучным временем.

Штучное время t_ш для неавтоматизированного производства состоит из нескольких элементов:

tш = to+tв+tr+tорг+tп (1Т)

где tо — основное (технологическое) время; tв — вспомогательное время; tr — время технического обслуживания рабочего места; tорг — время организационного обслуживания рабочего места; tп ■— время перерывов.

Основное время tо — время, затрачиваемое на непо­средственное изменение размеров, формы, физико-механических свойств или внешнего вида обрабатываемой заготовки (станочная, кузнечная, слесарная и другая обработка), или время, затрачивае­мое на соединение детален при сборочных работах. При обработке на станках основное время определяют расчетным методом по фор­мулегде lр — расчетная длина обработки, мм (длина хода инструмента в направлении подачи); i — число рабочих ходов инструмента; Sm ~т минутная подача инструмента, мм/мин.

При ручном подводе инструмента расчетная длина обработки представляет собой сумму собственно длины обработки /, раз­мера врезания инструмента ln и размера схода (сбега) инструмен­та lcx

lp=l+lв+lcx (1-Э)

На рис. 1.3, а показана схема определения расчетной длины обработки для случая продольного точения.

Рис. 1.3

При автоматическом цикле обработки следует учитывать путь холостого подхода lп инструмента к заготовке для облегчения ра­боты инструмента в начале резания. На рис. 1.3, б) показан путь lп при точении на многорезцовом токарном полуавтомате. На рис. 1.3, в— при продольном фрезеровании, на рис, 1.3, г — при сверле­нии. В этом случае расчетная длина

_lР = l + lп + lв + lcx (1-4)

Значения величин lп, lв и 1_СХ берут по нормативным таблицам. Значение lв можно определить и расчетным путем. Например, при продольном точении по схеме, показанной на рис. 1.3, а, /в = где t ctga, где t глубина резания; при фрезеровании паза (рис. 1.3,6)

["^yt(d — t)_t где t — глубина паза; d — диаметр фрезы; при сверлении отверстия стандартным сверлом (рис. 1.3, г) /_в — 0,3d, где d — диаметр сверла.

В с п о м o r а т е л ь н о е время t_B — время, затрачивае­мое на различные действия, обеспечивающие выполнение элементов работы, относящихся к основному времени, например на установку и снятие заготовки или собираемого узла, на пуск и останов станка или подъемника, на переключение режимов обработки в процессе выполнения операции, на промеры заготовок или контроль качества сборки узла и др. Вспомогательное время может быть неперекры- ваемым и перекрываемым. Если вспомогательные работы выполняют не в процессе обработки (например, снятие обработанной заготовки и установка другой для обработки), то такое вспомогательное время называют неперекрываемым. Если же часть вспо­могательных работ производят в процессе выполнения основной работы, то эта часть вспомогательного времени называется пере­крываемой. При расчете нормы времени учитывают лишь ту часть вспомогательного времени, которая не может быть пере­крыта машинным временем. Вспомогательное время рассчитывают в соответствии с действующими на данном предприятии нормати­вами по эмпирическим формулам или на основании хронометраж- ных наблюдений.

Сумма основного времени t₀ и вспомогательного неперекрывае- мого времени t'_B называется оперативным временем

(1.5)

Оперативное время затрачивается на выполнение каждой опе­рации и представляет собой основную часть технической нормы.

Время технического обслуживания t_r за­трачивается рабочим на смену инструмента, на правку инструмента (например, шлифовальных кругов), на регулировку и подналадку станка и другие действия, связанные с уходом за рабочим местом при выполнении заданной работы.

Время организационного обслуживания t_орг включает затраты времени рабочего на уход за рабочим местом в течение смены (смазка и чистка механизмов, раскладка и уборка инструмента в начале и в конце смены, уборка рабочего места).

Время технического и организационного обслуживания рабочего места устанавливают на основании нормативов и во многих слу­чаях определяют в процентах (до 4—8 %) к оперативному времени.

Время перерывов t_п на отдых, производственную гимнастику и личные надобности регламентируют законодатель­ством и исчисляют в процентах к оперативному времени. Для механических цехов t_п = 2,5 % от оперативного времени.

Штучное время рассчитывают по формуле

(1.6)

tш = tоп(1 +a+b+y), где а, b, у — коэффициенты, характеризующие соответственно время технического обслуживания, время организационного обслужива­ния и время на отдых и личные надобности.

В серийном производстве при расчете норм времени на партию необходимо учитывать подготовительно-заключительное время.

Подготовительно-заключительное время tп,з затрачивается ра­бочим перед началом обработки партии заготовок или партии сбо­рочных единиц и после окончания задания. К подготовительной работе относится; получение задания, ознакомление с работой, на­ладка оборудования, в том числе установка специального приспо­собления; к заключительной работе относится: сдача выполненной работы, снятие специального приспособления и режущего инстру­мента, приведение в порядок оборудования и т. д. Подготовительно* заключительное время зависит от сложности задания, в частности от сложности наладки оборудования, и не зависит от размера партии.

В массовом производстве в силу повторяемости одной и той же операции необходимость в работах, выполняемых в подготовитель­но-заключительное время, отпадает.

В единичном производстве подготовительно-заключительное время включается в штучное время.

В серийном производстве норму времени на обработку партии заготовок или сборку партии сборочных единиц рассчитывают по формуле

где п — размер партии.

Штучное время и подготовительно-заключительное время на вы­полнение операции над одной деталью образуют норму штучно­калькуляционного времени

к ~ ^п. з/^ • (1 v8)

На основе норм времени определяют расценки выполняемых операций, рассчитывают потребное количество оборудования для выполнения программы, осуществляют планирование производ­ственного процесса-

§ 5. Типы производства и методы работы

Под типом производства понимается организационно-технологическая характеристика производственного процесса. Различают три типа производства; массовое, серийное и единичное.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени. В массо­вом производстве на каждом рабочем месте выполняется одна неиз­менно повторяющаяся операция. Масштаб производства в сочета­нии с трудоемкостью операции должен обеспечить полную загрузку рабочего места только одной операцией. Массовому производствусвойственны следующие' особенности: расположение оборудования в последовательности выполнения операций; применение': высоко­производительного оборудования, специальных приспособлений и инструмента; широкое использование транспортных устройств для передачи заготовок вдоль поточной линии; механизация и авто­матизация технического контроля; короткие грузопотоки на линии обработки; наименьшая длительность производственного цикла, т. е. наименьший интервал календарного времени от начала до окончания процесса изготовления или ремонта изделия (части

изделия).

Наиболее совершенной формой организации массового произ­водства является прохождение заготовок по всем операциям без . задержек, т. е. н е п р е р ы в н ы м п о т о к о м. Для организации непрерывно-поточного производства требуется одинаковая или кратная производительность на всех операциях. На линии непре­рывно-поточного производства обработанные заготовки или собран­ные узлы выпускаются через строго определенный промежуток времени, называемый тактом выпуска. Такт выпуска

(в мин/шт) определяется по формуле

т = бОФд/N’, (1-9)

где Ф_д — располагаемый (действительный) фонд времени в плани­руемом периоде (месяц, сутки, смена), ч; N — производственная программа на этот же период, шт.

Действительный фонд времени работы оборудования Ф_д меньше номинального или календарного Ф_и на размер потерь времени на ремонт оборудования, т. е.

Фд =

Номинальный годовой фонд времени работы оборудования при односменной работе равен 2070 ч, при двухсменной — 4140 ч, при трехсменной — 6210 ч. Коэффициент т| для металлорежущих станков составляет 0,98 — 0,96.

Непрерывно-поточное производство является наиболее прогрес­сивным и экономичным. По этому принципу строятся автоматиче­ские линии обработки (сборки). Особенность автоматического производства — выполнение операций без непосредственного уча­стия рабочего либо под его наблюдением и контролем. Непрерывно- поточное производство может быть и неавтоматическим, если уста­новку заготовок и их снятие после обработки выполняет рабочий.

Кроме линий непрерывно-поточного производства применяют и другую форму организации массового производства — прямоточ­ную, при которой оборудование тоже располагают в последователь­ности технологических операций, но время на выполнение отдель­ных операций не равно и не кратно темпу выпуска деталей. В этом случае имеются межоперациоиные перерывы, вызванные несогласо­ванностью выполнения отдельных операций во времени, и заготовки лежат в ожидании последующей операции. Длительность производствеиного цикла * при использовании прямоточной формы органи­зации производства возрастает.

Серийное производство характеризуете» огран ичеиной номен­клатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодиче­ски повторяющимися производственными партиями (сериями) при заданном объеме выпуска.

Производственной партией называют группу заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновре­менно или непрерывно в течение определенного интервала времени. Понятие «серия» относится к числу машин, запускаемых в произ­водство одновременно. Число деталей в партии и число машин в серии могут быть различными.

Серийное производство условно разделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Серийность производства харак­теризуется коэффициентом К закрепления операций за одним рабочим местом. Если за одним рабочим местом закреплено от 2 до 5 операций, т. е. коэффициент К = 2 -г- 5, то такое производ­ство считают крупносерийным; при К = 6 -*• 10 — среднесерийным, при К > Ю —мелкосерийным.

Серийному производству свойственны следующие особенности: необходимость переналадки станков с операции на операцию, по­скольку за одним рабочим местом закреплено несколько операций: расположение Оборудования по потоку (в крупносерийном произ­водстве) или по групповому признаку — группы токарных, фре­зерных и других станков (в мелкосерийном производстве); наличие межоперационного складирования заготовок; более длинный грузо­поток по сравнению с массовым производством; более длительный цикл изготовления изделий.

Единичное производство характеризуется широкой номенкла­турой изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом их выпуска. Участку единичного производства свойственны сле­дующие особенности: применение универсального оборудования, уни­версальных приспособлений и инструмента; размещение оборудова­ния группами по видам станков (токарные, фрезерные и т. д.); наибо­лее длительный цикл изготовления деталей. По принципу единичного производства организованы цехи опытных производств.