Обеспечение технологичности конструкций изделий
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ЗАГОТОВИТЕЛЬНОГО
ПРОИЗВОДСТВА
Учебное пособие
Казань 2012
УДК 621.01
ББК Ж616
Рецензенты:
А.С. Сергеев, руководитель ООО АП «Надежность»,
заслуженный строитель РТ,
заслуженный работник Минтопэнерго Российской Федерации.
И.М. Давлетбаева, д-р хим. наук, проф. каф. «Технологии синтетического каучука»
(Казанский национальный
исследовательский технологический университет)
Солопова Е.А., Горбунов А.В., Клабуков М.А. Проектирование технологических процессов заготовительного производства: Учебное пособие. Казань: Издательство Казанского Технического Университета им. А.Н.Туполева 2012 г. - 150 с.
ISBN ……………………..
Рассматриваются особенности, методы разработки технологического процесса, при неавтоматизированной и автоматизированной подготовке производства. Показана необходимость использования установленных отечественных стандартов ЕСТД. Предназначено для студентов специальности 150202 «Оборудование и технология сварочного производства» и для бакалавров по направлению 150700 «Машиностроение».
УДК 621.791.7
ББК Ж616
Табл.30 Ил.41 Библиогр.11
© Изд-во Казан. Гос. техн. ун-та,2012
© Е.А. Солопова, А.В. Горбунов,
М.А. Клабуков. 2012
ISBN
 |
Введение
Современное производство использует самый широкий спектр технологий при проектировании технологических процессов. Применение той или иной технологии в каждом конкретном случае должно быть представлено в виде технологического процесса.
|
|
|
Технологический процесс (ТП) определяет последовательность выполняемых действий при изготовлении или сборке, вид выбранного материала, используемое оборудование и инструмент, технологические режимы.
Технологическая подготовка производства (ТПП) – это часть технической подготовки и составляет примерно половину ее трудоемкости. ТПП – это совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства к выпуску продукции с заданным объёмом и установленными технико-экономическими показателями. В свою очередь технологическая готовность производства представляет собой наличие полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения (СТО).
При неавтоматизированной подготовке производства технологические процессы разрабатываются непосредственно в виде комплектов технологической документации. При использовании автоматизированных систем ТПП создаваемые описания технологических процессов размещаются в компьютерной базе данных, а соответствующая документация становится лишь отображением внутреннего представления ТП во внешнюю сферу. Хранящиеся в базе данных ТП являются основным источником информации для решения задач автоматизированного управления технологической подготовкой производства
|
|
|
Важную роль при проектировании индивидуальных ТП играют групповые ТП. Они являются элементом рационально организованного группового производства.
В групповом производстве изготавливаемые изделия объединяются в группы по признакам конструктивной и технологической общности. Это дает возможность унифицировать процессы их изготовления, сократить общее время подготовки производства и повысить ее эффективность. Для объединения изделий в группы применяются специальные классификаторы, а после отнесения изделия в ту или иную группу ему присваивается соответствующий классификационный код. В отечественной промышленности принята унифицированная система классификации и кодирования изделий по конструкторским признакам, которая устанавливается стандартами ЕСКД. Для целей ТПП используется технологический классификатор деталей (ТКД), который является логическим продолжением классификатора ЕСКД.
Групповой ТП - это ТП изготовления группы изделий с общими технологическими признаками. Групповой ТП характеризуется общностью используемого оборудования, средств технологического оснащения и наладки. Таким образом, применение групповых ТП способствует унификации процессов подготовки производства и самого производства.
|
|
|
ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ ТПП
Основной целью ТПП является обеспечение высокой эффективности производства изделий требуемого качества и количества в установленные сроки и в соответствии с заданными технико-экономическими показателями, устанавливающими технический уровень изделия и минимальные трудовые и материальные затраты.
С помощью ТПП обеспечивается мобильность производства при изготовлении программы выпуска и освоении новых изделий. Работы по ТПП ведутся в двух направлениях: 1) текущая технологическая подготовка, связанная непосредственно с обеспечением технологической готовности производства; 2) разработка методов, обеспечивающих сокращение длительности и трудоемкости ТПП.
ТПП ведется на двух уровнях: на уровне предприятия и на уровне отрасли машиностроения. Во втором случае результатами разработок являются методические материалы, которыми может воспользоваться любое машиностроительное предприятие.
|
|
|
ТПП – сложный и трудоёмкий процесс. Его можно разделить на две стадии: 1) проектно-технологические работы по созданию нового или реконструкции и техническому перевооружению действующего производства; 2) текущая технологическая подготовка действующего производства. К выполнению работ привлекают специалистов проектно-технологических институтов и инжиниринговых фирм. На основе пред проектного обследования принимается решение-реконструкция или перевооружение.
Техническое перевооружение это: 1) внедрение в производство новых технологических процессов; 2) использование на ряде мест нового оборудования; 3) совершенствование структуры и организации работы производственных участков; 4) изменение количества оборудования и его расположения; 5) внедрение механизации и автоматизации производства на действующих площадях.
Реконструкция производства дополнительно предусматривает расширение действующих цехов или создание новых производственных зданий.
Разработанные решения, определяющие основные направления технического перевооружения и реконструкции производства, утверждённые руководством предприятия и инвесторами, оформляют в виде задания на проектирование. В ходе разработки проектов технического перевооружения или реконструкции участков, цехов и предприятия в целом решается комплекс взаимосвязанных вопросов технологического, организационного и строительного проектирования.
ТПП в зависимости от типа производства различается степенью детализации. Чем больше серийность производства, тем подробнее проводится ТПП и тщательнее разрабатываются технологические процессы.
Полученные в результате разработки ТПП данные о трудоёмкости далее используют для основных технологических расчётов и обоснования проектных решений по количеству оборудования и числу рабочих мест, по составу и структуре оборудования производственных участков и линий. Очень важным вопросом в технологической подготовке технического перевооружения и реконструкции производства является выбор вариантов и разработка детальных планов расположения оборудования и рабочих мест, а также определение численности работающих.
При разработке проектов реконструкции производства возникает необходимость строительного проектирования, а также более углублённой проработки энергетической и санитарно-технической части проекта. К выполнению этих работ обычно привлекают специализированные проектные организации. Заданием на их разработку объёмно-планировочные решения и необходимые расчётные данные, выполненные в технологической части проекта.
ТПП на уровне предприятия включает решение задач, которые группируются по следующим основным функциям:
1) обеспечение технологичности конструкции изделий;
2) разработка технологических процессов;
3) проектирование и изготовление средств технологического оснащения (СТО);
4) контроль и управление технологическими процессами.
Под функцией понимается комплекс задач по технологической подготовке производства, объединенных общей целью их решения. Задачами функции обеспечения технологичности конструкции изделия являются:
а) проведение технологического контроля конструкторской документации;
б) оценка уровня технологичности конструкции изделия;
в) отработка конструкции изделия на технологичность;
г) внесение необходимых изменений в конструкцию изделия и документацию.
Задачами функции разработки технологических процессов являются:
а) разработка, стандартизация и применение типовых технологических процессов и операций на сборочные единицы и детали;
б) разработка и применение рабочих технологических процессов на сборочные единицы и детали;
в) организация на уровне предприятия фондов документации на типовые технологические процессы и операции.
Задачами функции проектирования и изготовления средств технологического оснащения являются:
а) проведение унификации и стандартизации СТО;
б) организация применения СТО, в том числе унифицированных и стандартных средств, использование баз проката СТО;
в) проектирование и изготовление специальных СТО.
Основными задачами функции организации контроля и управления технологическими процессами являются:
1) сравнение заданных и фактических значений параметров качества изделий;
2) анализ причин отклонений параметров качества изделий;
3) принятие технологических решений о ликвидации возникших отклонений параметров качества изделий;
4) разработка и внедрение в производство мероприятий, обеспечивающих стабилизацию параметров качества изделий.
Обеспечение технологичности конструкций изделий
Технологичность- это совокупность свойств конструкций изделия, определяющих её приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объема выпуска и условиях выполнения работ. Чем меньше трудоёмкость и себестоимость изготовления, тем более технологичной является конструкция детали.
Обеспечение технологичности конструкции изделия -комплекс взаимосвязанных мероприятий по управлению технологичностью и совершенствованию условий выполнения работ при производстве, техническом обслуживании и ремонте изделий.
Основные задачи, решаемые при выполнении указанной функции ТПП (рис. 1.1), относятся к наиболее трудно-формализуемым задачам ТИП. Для их решения нет достаточно разработанного математического аппарата, строгих формальных методик. Результат решения в значительной мере зависит от опыта, знаний и творческой интуиции формирующих его специалистов.
Каждую из указанных на рис. 1 задач можно решать для конструкции заготовки, детали, сборочной единицы и изделия в целом.
Рис. 1. Информационная структура функции ТПП "Обеспечение технологичности конструкции изделия":
I1, I2 - конструкторская документация на изделие и директивную заготовку соответственно; I3 - программа выпуска изделий; I4 - информационное обеспечение; O11 - конструкторская документация, прошедшая технологический контроль; O21 - результаты оценки уровня технологичности конструкции; O31 - предложения об изменении конструкции изделия; O41 - чертежи изделия с внесенными изменениями; O1 - чертежи изделия, отработанного на технологичность.
Технологический контроль конструкторской документации на изделие имеет целью выявление степени ее соответствия. реальным производственно-технологическим условиям изготовления изделия.
Для оценки уровня технологичности конструкции в информационном обеспечении должны быть представлены выбранные показатели технологичности. Формирование их номенклатуры является самостоятельной, сложной и неоднозначно решаемой задачей.
Базовые значения показателей, необходимые для оценки уровня технологичности разрабатываемой конструкции, указывают в техническом задании на разработку изделия, а для отдельных видов изделий, номенклатура которых установлена по отраслям, - в отраслевых стандартах. Существует два способа задания таких показателей. Во-первых, базовые значения могут быть заданы как множество предельных нормативов, обязательных для выполнения в разрабатываемом изделии. Конкретного (базового)изделия, обладающего набором значений показателей технологичности, при этом не задают. Во-вторых, базовые значения показателей можно взять с конкретного (базового) изделия, принятого за ближайший прототип разрабатываемого изделия.
Число и состав показателей технологичности конструкции разрабатываемого изделия, используемых для определения уровня технологичности, и состав базовых показателей должны полностью совпадать. Технологичной считается конструкция, значения показателей технологичности которой совпадают с базовыми показателями или превосходят их. Если желательным направлением изменения показателя Ki технологичности является его минимизация, тодолжно соблюдаться условие
Kiб ≥ Кiр
если же желательным направлением изменения показателя Ki является его максимизация, то
Kiб ≤ Кiр
где Kiб, р - значения показателя Кi у базового и разрабатываемого изделия.
Уровень технологичности Куi разрабатываемого изделия по показателю Кi будет
Куi= Кiр/ Kiб
Значение Kyi при подготовке к отработке конструкции на технологичность в относительных единицах показывает требуемое направление проведения конструкторско – технологических мероприятий.
Базовое изделие, принимаемое за ближайший прототип для сравнения с разрабатываемым должно отвечать следующим требованиям:
а) быть возможно более близким к разрабатываемому изделию по времени разработки, служебному назначению, основным эксплуатационным показателям;
б) по возможности отвечать последним достижениям (мировому уровню) техники.
В отличие от функций ТПП, выполняемых до начала непосредственного производства изделия, указанная функция реализуется при производстве изделия в реальном масштабе времени.
В соответствии с перечисленными функциями структура системы ТПП имеет вид, представленный на рисунке 2, и отражает основные информационно-функциональные связи.
Рис. 2 Системы ТПП
Входными данными системы являются: конструкторская документация на изделие, конструкторская документация на директивную заготовку, программа выпуска изделий, информационное обеспечение.
Выходными данными системы ТПП являются соответствующие технологические и конструкторские документы, к основным из которых относятся:
1) чертежи изделий (деталей, сборочных единиц), отработанных на технологичность;
2) чертёж заготовки;
3) технологический процесс изготовления заготовки;
4) заказ на изготовление заготовки;
5) технологический процесс изготовления деталей и сборки;
6) изменения конструкций деталей и сборочных единиц;
7) заказ на СТО;
8) чертежи СТО;
9) изменения технологического процесса изготовления деталей и сборки.
Информационное обеспечение ТПП делится на две группы: инвариантное функциям ТПП и функционально-ориентированное.
Первая группа содержит:
1) данные об имеющемся технологическом оборудовании, используемых технологических методах и процессах, производственных площадях и их загрузке, технологической оснастке и других имеющихся в наличии ресурсах производства;
2) текущие технико-экономические показатели предприятия и данные об экономической ситуации на рынке выпускаемой предприятием продукции;
3) данные о реальных конструктивно-технологических параметрах поступивших заготовок и уже выпущенных изделий, полученные по результатам входного контроля заготовок и приёмочного контроля изделий (например, опытной партии);
4) оперативную информацию о ходе реализованных технологических процессов, включающую данные операционного контроля технологического процесса или обрабатываемой заготовки после завершения определённой технологической операции;
5) общие методы принятия технологических решений и их оптимизации.
Ко второй группе относятся:
1) правила выбора показателей и обеспечения технологичности конструкции изделий, сборочных единиц, деталей – для функции обеспечения технологичности конструкции изделий;
2) правила выбора вида, метода изготовления и конструирования исходных заготовок – для функции выбора и подготовки заготовок;
3) правила разработки, организации и применения технологического процесса, правила выбора СТО – для функции разработки технологического процесса;
4) правила проектирования – для функции проектирования СТО;
5) методы выявления причин отклонений хода технологического процесса, методы и правила принятия и реализации технологических решений по ликвидации отклонений в ходе технологического процесса – для функции контроля и управления.
Работы по ТПП на уровне предприятия обычно сосредоточены в отделе главного технолога (ОГТ) и технологических бюро цехов.
Составление технологической документации входит в обязанности специализированных технологических бюро ОГТ. Планирование технической (конструкторской и технологической) подготовки производства осуществляет специальная группа (бюро), подчиняющаяся непосредственно главному инженеру (техническому директору). Цеховые технологические бюро продолжают работу ОГТ, занимаясь в основном внедрением переданной им технологии в производство, инструктируя рабочих при её освоении, помогая совершенствовать приёмы и методы работы, выявляя степень экономической целесообразности применяемой оснастки и т.п.
Распределение работ по ТПП между ОГТ и цеховым технологическим бюро зависит прежде всего от типа производства.
На заводах единичного и мелкосерийного производства технологическая подготовка ведётся децентрализовано. Общее методическое руководство ТПП осуществляет ОГТ или ОГМЕТ (отдел главного металлурга). Проведение работ по ТПП полностью возлагается на технологические бюро цехов.
На заводах крупносерийного и массового производства все работы ведут централизованно в ОГТ и ОГМЕТ, а цеховым технологическим бюро осуществляется внедрение разработанных технологических процессов, их корректировка и контроль, последующая рационализация.
На заводах со среднесерийным выпуском продукции при её различных объёмах встречается смешанная система организации ТПП, при которой для объектов устойчивой номенклатуры ТПП ведут централизованно, а для часто сменяемых изделий – децентрализовано (в цехах).
При централизованной организации ТПП службы ОГТ, как правило, специализируются по видам работ: бюро механической обработки, бюро покрытий и термической обработки и т.п.
В зависимости от типа производства, сложности изготовляемых изделий и уровня предъявляемых к ним требований ТПП проводят с различной степенью детализации. В условиях массового и крупносерийного производства, а также при изготовлении единичных экземпляров сложных, ответственных изделий, ТПП необходимо вести особенно тщательно. При серийном, мелкосерийном и единичном типах производства простых и недорогих изделий ТПП может быть ограничена предварительной разработкой минимально необходимых технологических и конструкторских документов и данных, а их конкретизация и детализация поручается работникам цеховых технологических служб.
Насколько грамотно будет организована ТПП и широко будут использоваться современные достижения в области техники и технологии, а также применяться современные средства механизации и автоматизации инженерного труда, настолько эффективна будет сама ТПП.
С целью поднятия уровня организации, качества и эффективности ТПП была создана Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП).
ЕСТПП – это установленная государственными стандартами система организации и управления процессом технологической подготовки производства, предусматривающая применение прогрессивных типовых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ. В ЕСТПП изложены единые правила, по которым должна осуществляться ТПП, знание которых позволяет эффективно организовывать и управлять ТПП.
Документации на методы и средства ТПП разрабатывают в соответствии с требованиями Государственной системы стандартизации, ЕСТПП, в том числе: Единой системы конструкторской документации (ЕСКД); Единой системы технологической документации (ЕСТД); единой системы классификации и кодирования технико-экономической информации; единой системы государственного управления качеством продукции (ЕСГ УКП) и др.
Порядок формирования и применения документации на методы и средства ТПП определяется отраслевыми стандартами, стандартами предприятий и документацией, разработанной в соответствии со стандартами ЕСТПП.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Основные задачи ТПП?
2. Что включает информационное обеспечение ТПП?
3. Опишите структуру ТПП?
4. В чём отличие перевооружения от реконструкции предприятия?
5. Перечислите основные функции ТПП?
6. Задачи функции обеспечения технологичности конструкций?
7. Задачи функции разработки технологических процессов?
8. Задачи функции проектирование и изготовления СТО?
9. Задачи функции организаии и контроля технологическими процессами?
10. Кто осуществляет ТПП на предприятии?
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!