Навигация по странице:
|
Основы отраслевых технологий_5. Технологии машиностроения машина как объект производства
ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
5.1. МАШИНА КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА
Машиностроение — это отрасль промышленности, поставляющая машины и механизмы всем другим отраслям, определяющая технический прогресс страны. Технология машиностроительного производства это процесс изготовления машин необходимого качества, в установленном производственной программой количестве и в заданные сроки при минимуме себестоимости. В технологии машиностроения технические проблемы изготовления машин требуемого качества решаются в тесной связи с вопросами экономики, планирования и организации производства. Технологами разрабатываются и внедряются высокоэффективные технологические процессы изготовления машин и средства их технологического оснащения: оборудование, приспособления и инструменты.
Объектами производства — изделиями машиностроительного предприятия являются машины, их составные части, комплекты и комплексы машин.
По назначению различают следующие виды изделий.
Изделия основного производства для поставки заказчику(потребителю) предприятием-изготовителем, а также для собственных нужд предприятия. Например, для станкостроительного завода изделиями основного производства являются металлорежущие станки или автоматические линии станков.
Изделия вспомогательного производства обычно используются только для собственных нужд предприятия-изготовителя. Например, это специальные металлорежущие инструменты и приспособления для закрепления заготовок на станках, изготовленные в инструментальном цехе.
Если в изделии отсутствуют составные части, то его называют неспецифицированным (деталь), а специфицированным является изделие, состоящее из нескольких составных частей (сборочные единицы, комплекты, комплексы).
Различают также следующие виды изделий.
Деталь — это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без сборочных операций (например, литая крышка подшипника, штампованное зубчатое колесо, вал изодного куска металла и т. п.). Деталями являются также указанные выше изделия с покрытием (защитным или декоративным)независимо от его вида, толщины и назначения (например, хромированный винт), или изделия, изготовленные с применением местной сварки, пайки, склейки и т. п. (например, трубка, спаянная изодного куска листового металла).
Сборочная единица (узел) — изделие, составные части которого соединяются сборочными операциями (свинчиванием, запрессовкой, сваркой, пайкой, склеиванием и т. п.) на предприятии-изготовителе. Например, редуктор, станок, сварной корпус, автомобиль и т. п. Собранное изделие, можно считать сборочной единицей нулевого порядка. Сборочные единицы, непосредственно входящие в изделие в процессе общей сборки, называются сборочными единицами первого порядка, а сборочные единицы, входящие в них — сборочными единицами второго порядка и т. д. Детали могут входить в сборочные единицы любого порядка.
Комплекс — это два и более изделия, не соединенные на предприятии-изготовителе сборочными операциями, предназначенные для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Каждое из входящих в комплекс специфицированных изделий предназначено для выполнения одной или нескольких основных функций (например, автоматическая линия станков, зенитно-ракетный комплекс и т. п.).
Комплект — это два и более изделия, не соединенные на предприятии-изготовителе сборочными операциями, которые имеют общее эксплуатационное назначение (например, комплекты запасных частей; инструмента и принадлежностей, измерительной аппаратуры; упаковочной тары и т. д.).
Комплектующим является изделие предприятия-поставщика (сборка или деталь), применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем.
К покупному относят изделие (составную часть изделия),получаемое предприятием в готовом виде и изготовленное по конструкторской документации предприятия поставщика.
Кооперированное изделие — это изделие (составная часть изделия), получаемое предприятием в готовом виде и изготовленное по его конструкторской документации, но на другом предприятии.
5.2. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕССЫ
Производственный процесс представляет собой совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.
В производственный процесс входят основные процессы, связанные с изготовлением заготовок деталей машин, их обработкой и сборкой сборочных единиц и машины в целом, а также вспомогательные процессы, обеспечивающие возможность изготовления продукции (контроль ее качества, транспортирование материалов, заготовок, деталей и оснастки, изготовление приспособлений и инструментов, ремонт оборудования, энергообеспечение производства и т. п.). Кроме того, производственный процесс включает все действия по организации снабжения и обслуживания цехов, участков и отдельных рабочих мест, управления всеми подразделениями производства и организацию технической подготовки производства.
На машиностроительном предприятии производственный процесс осуществляется с применением методов технологии машиностроения при выпуске изделий.
Производственная структура предприятия включает состав цехов и служб с указанием связей между ними.
Основной производственной единицей машиностроительного предприятия, обособленной в административном и территориальном отношении, является цех — совокупность производственных участков.
Для изготовления продукции, выпускаемой предприятием, предназначены основные цехи (например, механический, сборочный, кузнечный, литейный, термический).
Вспомогательные цехи обслуживают основное производство (инструментальные, ремонтные, модельные и т. п.). Обслуживанием также занимаются различные службы: транспортные, санитарно-технические, энергетические, склады и т. п.
Подсобные цехи выпускают продукцию, как правило, из отходов производства, используемую основными цехами (например, тару для упаковки основной продукции).
Производственный участок — это группа рабочих мест, организованных по технологическому, предметному или предметно-технологическим признакам.
Рабочее место представляет собой элементарную структурную единицу предприятия, где размещены исполнители работы, обслуживаемое ими технологическое оборудование, часть конвейера на ограниченное время, оснастка и предметы труда.
Для рациональной организации производственного процесса необходима тщательная техническая подготовка производства.
Техническая подготовка производства включает три основные группы мероприятий.
Конструкторская подготовка, т. е. все работы по проектированию и конструированию изделия с созданием сборочных чертежей изделия и отдельных сборочных единиц и чертежей деталей, необходимых спецификаций и других конструкторских документов.
Технологическая подготовка — совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства: обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка и применение технологических процессов и средств технологического оснащения, применение средств механизации и автоматизации инженерно-технических работ, организация и управление процессом технологической подготовки производства в соответствии со стандартами.
Календарное планирование процесса изготовления изделия.
Технологическое проектирование требует больших затрат труда, его трудоемкость составляет 30-60 % от общей трудоемкости технической подготовки производства (меньшее значение соответствует мелкосерийному, а большее — массовому производству).
Технологический процесс представляет собой часть производственного процесса, содержащего целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда (заготовок или изделий).
Заготовка представляет собой предмет труда, из которого изготовляют деталь или неразъемную сборочную единицу.
Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или методам обработки, формообразования и сборки.
В составе производственного процесса технологические процессы располагаются в следующей последовательности.
Технологические процессы заготовительного производства: литье, обработка металлов давлением, порошковая металлургия, первичная обработка проката разных профилей и другие. Основная задача — максимальное приближение формы заготовки к форме детали.
Технологические процессы обработки заготовок: резание, поверхностное пластическое деформирование, электрофизическая и электрохимическая, термическая и химикотермическая, нанесение покрытий и др. Основные задачи: коррекция формы, обеспечение точности и качества деталей.
Технологические процессы сборки: пригонка, соединение (сварка, пайка, склеивание, клепка и др.) регулировка и контроль. Основные задачи: сборка машины и обеспечение ее качества.
В соответствии с указанной последовательностью технологических процессов, а также с учетом вспомогательных процессов, производственная структура машиностроительного предприятия включает следующие объекты:
а) заготовительные цехи (литейные, кузнечно-сварочные, штамповочные и т. д.);
б) обрабатывающие цехи (механические, термические, металлопокрытий, сборочные и т. д.);
в) вспомогательные цехи (инструментальные, ремонтно-механические, электроремонтные, испытательные, энергоцехи, транспортные и др.);
г) складские помещения (для материалов инструмента, готовых изделий);
д) общезаводские подразделения (центральная лаборатория, узел связи, главная контора, столовая и т. д.).
5.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Технологические процессы могут быть классифицированы по разным признакам. Согласно ГОСТ 3.1109-82, технологический процесс может быть отнесен к методам обработки формообразования и сборки. Поэтому технологические процессы можно классифицировать по отдельным технологическим методам выполнения: литье, обработка давлением, резание, поверхностно-пластическое деформирование, термообработка, электрофизическая и электрохимическая обработка, нанесение покрытий, пригонка и образование соединений при сборке и др.
По степени унификации (количество изделий, охватываемых процессом) технологические процессы делят на единичные и унифицированные.
При единичном технологическом процессе происходит изготовление или ремонт изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства. Такие процессы разрабатываются для оригинальных изделий.
При унифицированном технологическом процессе (типовом и групповом) изготавливают группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
При типовом технологическом процессе изготавливают группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. Типовой технологический процесс состоит из типовых технологических операций, характеризуемых единством содержания и последовательности технологического процесса для группы изделий с общими конструктивными и технологическим признаками. Например, валы — это класс цилиндрических деталей, у которых длина больше чем в два раза превышает диаметр.
Групповой технологический процесс — это процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
В групповой технологический процесс входят групповые операции совместного изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Групповые операции расположены в последовательности технологического маршрута изготовления этой группы изделий.
Группирование деталей разной конфигурации может производиться по преобладающим видам обработки (определяемых общностью обрабатываемых поверхностей), единству технологического оснащения и общности наладки станка. Групповая технологическая операция выполняется на специализированных рабочих местах, предназначенных для изготовления или ремонта одного изделия или группы изделий при одной наладке и отдельных подналадок (для разных деталей группы) в течение длительного периода времени.
Наладка — это подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. Например, устанавливается приспособление, переключается скорость или подача, настраивается заданная температура и т. д.
Подналадка — это дополнительные регулировки технологического оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.
По уровню достижений науки и техники, различают перспективные и рабочие технологические процессы.
Перспективный процесс соответствует современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления которого полностью или частично предстоит освоить на предприятии.
Рабочий процесс выполняется по рабочей (имеющейся на предприятии) технологической и (или) конструкторской документации.
По стадии разработки, состоянию технологической подготовки производства (ТПП) и стандартизации технологические процессы подразделяются на проектные, временные и стандартные.
Проектный процесс выполняется по предварительному проекту технологической документации и разрабатывается для проверки способов изготовления деталей, которые нужно поставить на производство в перспективе. *
Временный процесс применяется на предприятии в течение ограниченного промежутка времени из-за отсутствия надлежащего оборудования или в связи с аварией до замены на более современный.
Стандартный процесс устанавливается стандартом.
По содержанию операций перемещения заготовок различают комплексный и некомплексный технологические процессы.
Комплексный процесс кроме технологических операций содержит комплекс операций погрузки-разгрузки, перемещения, контроля и очистки обрабатываемых заготовок по ходу технологического процесса. Комплексные технологические процессы применяются на автоматических линиях.
Некомплексный процесс включает в основном технологические операции.
По детализации описания технологические процессы бывают с маршрутным, маршрутно-операционным и операционным описанием.
Маршрутное описание технологического процесса — это сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.
Маршрутно-операционное описание технологического процесса — это сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.
Операционное описание технологического процесса — это полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов.
5.4. СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Применительно к условиям машиностроительного производства технологический процесс — это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их контроль.
В общем случае технологический процесс состоит из технологических и вспомогательных операций.
Технологическая операция выполняется на одном рабочем месте и является законченной частью технологического процесса.
Применительно к механосборочному производству: технологическая операция — это часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на одном рабочем месте над одним или несколькими одновременно обрабатываемыми или собираемыми изделиями, одним или несколькими рабочими.
Под непрерывностью понимают то, что после обработки одной заготовки в партии переход к обработке следующей заготовки происходит только после выполнения всего объема работ, предусмотренных над первой заготовкой. Например, при обработке пластины можно за одну операцию отфрезеровать верхнюю плоскость, затем переустановить заготовку и обработать нижнюю плоскость; потом в такой же последовательности обработать другие заготовки в партии. В другом варианте сначала все заготовки фрезеруют с одной стороны — первая операция, а затем их обрабатывают с другой стороны — вторая операция. Выбор концентрированного первого варианта операции или дифференцированного второго производят на основе экономического расчета или необходимой производительности с учетом условий организации производства.
Технологическая операция — основная составная часть производственного планирования и учета, в течение которой происходит определение следующих показаний:
определение трудоемкости изготовления изделий;
установление нормы времени и расценки;
определение количества рабочих и средств технологического оснащения;
себестоимости обработки изделий;
календарное планирование производства;
контроль качества и сроков выполнения работ.
Если рассматривать автоматическую линию, например, из станков, связанных автоматическими транспортными и загрузочными устройствами, то тут понятие «рабочее место» заменяется понятием автоматическая линия. Тогда технологическая операция — часть технологического процесса, выполняемого непрерывно на автоматической линии.
Вспомогательные операции — это части технологического процесса, которые не изменяют формы, внешнего вида или свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологических операций. Они входят в состав технологического процесса в некоторых случаях, например, в гибких автоматических линиях. Это контрольные, маркировочные, транспортные операции, а также по удалению стружки и др.
В состав технологической операции входят установы, позиции, технологические и вспомогательные переходы, рабочие и вспомогательные ходы, приемы.
Установ — это часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.
Позиция — это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.
Основное отличие установа от позиции состоит в следующем. При новом установе нужно открепить заготовку и при переустановке изменить ее положение относительно инструмента. При новой же позиции заготовка не открепляется, а изменение ее положения относительно инструмента происходит с помощью механизма приспособления или подвижного органа стенки. Например, при фрезеровании шести граней болта его заготовку, закрепленную в делительной головке, поворачивают на шесть позиций относительно фрезы.
При обработке заготовки на одном установе ее нужно сначала базировать, а затем закрепить.
Базирование — это придание заготовке или изделию требуемого положения относительно выбранной системы координат.
Закрепление — приложение сил к предмету труда для обеспечения постоянства его положения, достигнутого при базировании.
Технологический переход — это законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установе.
Применительно к механической обработке — технологический переход представляет собой законченную часть технологической операции, выполняемую над одной или несколькими поверхностями заготовки, одним или несколькими одновременно работающими инструментами без изменения или при автоматическом изменении режимов работы станка. На обычных станках режимы резания неизменны, а автоматически они изменяются на станках с программным управлением.
Средства технологического оснащения — это совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса.
Технологическое оборудование — это средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка. Примерами технологического оборудования являются: литейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т. д.
Технологическая оснастка — это средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса. Примерами технологической оснастки являются: режущий инструмент, штампы, приспособления, пресс-формы, литейные формы, стержневые ящики и т. д.
Приспособления — это технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции.
Инструмент — это технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния.
Вспомогательный переход — это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека (или) оборудования, которые не сопровождаются изменениями свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. Например, закрепление заготовки, смена инструмента и т. д.
Рабочий ход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки.
Вспомогательный ход — это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода.
Прием — законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, приемом является установка и снятие инструмента на станке.
5.5. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
По назначению выпускаемой продукции машиностроительное производство можно разделить на основное и вспомогательное.
Основное производство занимается выпуском товарной продукции, а вспомогательное — производством средств, необходимых для обеспечения функционирования основного производства.
Частью вспомогательного производства является инструментальное производство, предназначенное для выпуска технологической оснастки.
По степени разработки технической документации различают опытное и установившееся производство.
Опытное производство — это производство образцов партий или серий изделий для проведения исследовательских работ или разработки конструкторской и технологической документации для установившегося производства.
Установившееся производство — производство изделий по окончательно отработанной конструкторской и технологической документации.
Групповые технологические процессы применяются в групповом производстве, характеризуемом совместным изготовлением или ремонтом групп изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
Объем выпуска продукции — это количество изделий определенных наименований, типоразмеров и исполнений, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделениями в течение планируемого периода времени.
Программа выпуска — установленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием объема выпуска по каждому наименованию за планируемый период времени.
Производственная партия включает предметы труда одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию,
Производственный цикл составляет интервал времени от начала до окончания производственного процесса изготовления или ремонта изделия.
Расчетный максимально возможный в определенных условиях объем выпуска изделий в единицу времени называется производственной мощностью.
Серия изделий — все изделия, изготовленные по конструкторской и технологической документации без изменения ее обозначения.
К классификационным категориям производства относят его тип и вид.
По признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.
Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций К3-0.
,
где О — технологические операции, выполняемые или подлежащие выполнению в течение месяца; Р — число рабочих мест.
Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается.
При серийном производстве осуществляется изготовление или ремонт изделий периодически повторяющимися партиями. Причем в зависимости от количества изделий в партии или серии и значения К3-0 различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. На заводах серийного производства изготавливается -60 % всей продукции машиностроения (станков, автомашин, насосов и др.)
Массовое производство — это производство, характеризуемое большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.
В массовом и крупносерийном производстве широко применяют наиболее совершенную форму организации — поточное производство, характеризуемое расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным интервалом выпуска изделий.
На автоматических линиях поточного производства заготовки или детали и сборочные единицы обрабатываются или собираются на всех рабочих местах в течение времени, равного или краткого такту, и перемещаются с одного рабочего места на другое с помощью специальных транспортных средств. Технологическая характеристика типов производства приведена в табл. 4.1.
Такт выпуска — это интервал временит, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типоразмера и исполнения,
где Фд — действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), ч; N — объем выпуска изделий на тот же период, шт.
Действительный годовой фонд времени Фд работы оборудования меньше номинального Фн или календарного из-за потерь времени на ремонт оборудования, т. е.
КАРТИНКА
Применение разных методов изготовления изделий осуществляется по технологическому маршруту — последовательности прохождения заготовки, детали или сборочной единицы по цехам или производственным участкам предприятия при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта.
Расцеховка — разработка межцеховых технологических маршрутов для всех составных частей изделия.
5.6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Качество машин в значительной степени определяется качеством технологических процессов, оцениваемым техническими и экономическими характеристиками.
К техническим характеристикам относятся обеспечиваемые технологическим процессом показатели: точность, механические свойства деталей, качество поверхностного слоя деталей.
Под точностью в технологии машиностроения понимают степень соответствия производимых изделий их заранее установленному эталону:
точность геометрических параметров машин и их элементов — размеры, формы, взаимное расположение деталей и их поверхностей, задаваемые на чертежах с помощью квалитетов, степеней точности и допусков;
единообразие различных свойств изготовляемых изделий: упругих, динамических, магнитных электрических и т. д.;
единообразие качественных показателей машин: коэффициента полезного действия (КПД), развиваемой мощности, напора производительности и т. д.
На всех этапах технологического процесса возникают те или иные погрешности, поэтому достичь абсолютной точности невозможно. С повышением точности возрастает надежность машин; а это, в свою очередь, сокращает затраты на обслуживание, простои и ремонт машин.
Вопросы задания необходимой точности, исходя из предъявляемых к машине требований и ее функционального назначения, решаются конструктором.
Точность размеров деталей (расстояний между различными элементами деталей и сборочных единиц) характеризуется допуском
dmin, dmax— соответственно наибольшие и наименьшие размеры. Предельные размеры деталей равны
,
где dp действительный размер годной детали с допустимой погрешностью.
На чертежах деталей проставляют номинальный размер с предельными отклонениями. Номинальный размер dн — размер, назначенный конструктором, который служит началом отсчета отклонений и относительно которого определяют предельные размеры деталей.
Верхнее предельное отклонение es = dmax - du.
Нижнее предельное отклонение ei - dmin - d.
Следовательно, допуск Т = es - ei.
Точность формы деталей характеризуется допуском формы Тф — наибольшим допустимым значением отклонения формы реальной (имеющейся на детали) поверхности от номинальной (заданной на чертеже).
Точность взаимного расположения поверхностей и осей деталей характеризуется допуском расположения Тр — наибольшим допустимым значением отклонения реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального положения.
Вопросы обеспечения точности, заданной конструктором на чертеже, или поиск путей повышения точности с помощью правильно разработанного технологического процесса решаются технологом.
Механические свойства деталей зависят от марки материала, конфигурации деталей и применяемых методов термообработки.
Исходя из условий работы деталей, эргономических и других соображений конструктор выбирает материал детали и разрабатывает ее чертеж при проектировании машины.
Для управления качеством материала в технологический процесс изготовления детали вводят операции термообработки:
для снятия остаточных напряжений и улучшения структуры и свойств (отжиг, нормализация);
для обеспечения заданных на чертеже механических свойств, например, твердости (закалка с отпуском, химико-термическая обработка).
Качество поверхностного слоя деталей — результат воздействия одного или нескольких последовательно применяемых технологических методов. Качество поверхностного слоя деталей характеризуется: шероховатостью, волнистостью, физико-механическими свойствами поверхностного слоя (твердостью, структурным и фазовым составом, величиной, знаком и глубиной распространения остаточных напряжений, деформацией кристаллической решетки металла), химическим составом материала детали.
Шероховатость поверхности — совокупность периодически встречающихся микронеровностей с высотой Н на участке базовой длины (шага) l, где 1/Н < 50.
Волнистость — совокупность неровностей с отношением шага 1В к высоте неровности Hв (1В/НВ = 50+1000).
Высокой точности всегда соответствует малая шероховатость и волнистость поверхности.
У готовой детали качество обработанных поверхностей в основном обеспечивается при окончательной обработке. Предшествующая обработка, а также заготовительные процессы оказывают определенное влияние в силу технологической наследственности.
Качество поверхности влияет на эксплуатационные свойства деталей машин: износ рабочих поверхностей, контактную жесткость стыков, усталостную прочность, коррозионную стойкость и др.
Определяемое условиями эксплуатации качество поверхностей деталей машин задается конструктором и обеспечивается технологическим процессом, разработанным технологом.
К основным экономическим характеристикам технологического процесса относится: технологическая производительность, трудоемкость, себестоимость, материалоемкость, энергоемкость.
Производительность технологической операции П (штук в единицу времени) можно определить по формуле
, мин.шт.
где Тшк — норма штучно-калькуляционного времени на операцию, мин/шт.,
,
где Тшт — норма штучного времени; ТПЗ — подготовительно-заключительное время на подготовку рабочего и рабочего места для обработки партии деталей размером n3АП запускаемых в производство,
Тшт= То + Тв + Тоо + Тто + Тотд
где Т0 — основное технологическое время, затрачиваемое рабочим на качественное или количественное изменение предмета труда, т. е. изменение формы, размеров, внешнего вида, структуры и свойств, состояния и положения обрабатываемого предмета труда в пространстве;
Тв — вспомогательное время, затрачиваемое исполнителем на действия, обеспечивающие выполнение основной работы (загрузку машин, приемы, связанные с управлением оборудованием, контрольные измерения и т. д.);
Т00 — время организационного обслуживания рабочего места — поддержание его в рабочем состоянии (протирка рабочего места, удаление отходов и т. д.);
Тто — время технического обслуживания — уход за оборудованием и поддержание инструмента в рабочем состоянии;
Готд — время регламентированных перерывов на отдых рабочего и поддержание нормальной работоспособности.
При рациональной разработке технологической операции можно уменьшить все составляющие штучно-калькуляционного времени и тем самым повысить производительность технологической операции.
Трудоемкость определяется продолжительностью изготовления изделий при нормальной интенсивности труда в часах и может оцениваться для технологической операции нормой штучно-калькуляционного времени Тшк.
Станкоемкость характеризуется продолжительностью времени, в течение которого заняты станки и другое технологическое оборудование, и может оцениваться машинным временем ТМ
ТМ = ТО + ТМВ
где Тмв — машинное вспомогательное время.
Цеховая себестоимость на изготовление детали в одном цехе на одной технологической операции складывается из затрат на материалы См и технологической себестоимости Ст
Сц = СМ+ Ст.
Затраты на материал при изготовлении одной детали определяют следующим образом:
СМ=мгкпмкимцмктз – м0ц0,
где мг — масса готовой детали, кг; кпм — коэффициент, учитывающий безвозвратные потери материала при изготовлении заготовки (например, на угар при нагреве); ким — коэффициент, характеризующий использование материала; цм — оптовая цена на материал, руб./кг; ктз — коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы на приобретение материала; м0 — количество используемого (реализуемого) отхода материала при изготовлении детали (например, стружки); ц0 — цена реализованных отходов материала, руб./кг.
Материалоемкость детали М характеризует нормы расхода материала
M=мгкпмким,
ким=мз/мг
где м3 — масса заготовки детали, кг.
Снизить материалоемкость изделия и затраты на материалы можно при следующих условиях:
уменьшить массу готовой детали при ее конструировании, например, применив более легкий материал и изменив конфигурацию детали при сохранении прочности и т. д.;
уменьшить коэффициент потерь материала (при нагреве заготовки в вакууме);
уменьшить коэффициент использования материала снижением массы заготовки (литье под давлением вместо литья в песчано-глинистых формах).
Технологическую себестоимость детали на данной технологической операции определяют по формуле
где n — число видов затрат, учитываемых при калькуляции себестоимости; Счi — нормативы i-x затрат, приходящихся на один час работы оборудования; kВ — коэффициент выполнения нормы.
С помощью рационально разработанной технологической операции можно снизить технологическую себестоимость, уменьшив норму штучно-калькуляционного времени; составляющие затрат, связанные с технологией на энергию силовую; ремонт и заточку режущего инструмента; амортизацию и ремонт универсальных приспособлений, измерительного инструмента и др.
Затраты часовые на электроэнергию силовую Сч э с рассчитывают по формуле
руб.,
где Ny — установленная мощность главного двигателя, кВт; kn, kдв. вр — средние коэффициенты загрузки электродвигателя по мощности и во времени при выполнении операции (перехода); kод — средний коэффициент одновременной работы всех двигателей; kш — коэффициент, учитывающий потери энергии в сети завода; η — коэффициент полезного действия привода; Цэ — цена 1 кВт • ч электроэнергии, руб.
Энергоемкость технологической операции (перехода) характеризуют затраты эффективной мощности
Уменьшить эффективную мощность можно, изменяя режимы и условия обработки.
|
|
|