1. Обоснование выбора заготовки
2. Разработка маршрута обработки детали
3. Выбор технологического оборудования и инструмента
4. Определение промежуточных припусков, допусков и размеров
4.1 Табличным методом на все поверхности
4.2 Аналитическим методом на один переход или на одну операцию
5. Назначение режимов резания
5.1 Назначение режимов резания аналитическим методом на одну операцию
5.2 Табличным методом на остальные операции
6. Компоновка станочного приспособления на одну из операций механической обработки
7. Расчет приспособления на точность механической обработки
Литература
1.
Обоснование выбора заготовки
Оптимальный метод получения заготовки подбирают в зависимости от ряда факторов: материала детали, технических требований по ее изготовлению, объема и серийности выпуска, формы поверхностей и размеров деталей. Метод получения заготовки, обеспечивающий технологичность и минимальную себестоимость считается оптимальным.
В машиностроении для получения заготовок наиболее широко применяют следующие методы:
обработку металлов давлением;
комбинации этих методов.
Каждый из вышеперечисленных методов содержит большое число способов получения заготовок.
В качестве метода получения заготовки принимаем обработку металла давлением. Выбор обоснован тем, что материалом детали является конструкционная сталь 40Х. Дополнительным фактором, определяющим выбор заготовки, является сложность конфигурации детали и тип производства (условно принимаем что деталь изготавливается в условиях серийного производства. Принимаем штамповку на горизонтально-ковочных машинах.
Данный тип штамповок позволяет получать заготовки минимальной массой 0,1 кг, 17-18 квалитета точности с шероховатостью 160-320 мкм в условиях мелкосерийного производства.
заготовка машиностроение маршрут деталь
2. Разработка маршрута обработки детали
Маршрут обработки детали:
Операция 005. Заготовительная. Штамповка на КГШП.
Заготовительный цех.
Операция 010. Фрезерная.
Сверлильно-фрезерно-расточной станок 2254ВМФ4.
Фрезеровать плоскость, выдерживая размер 7.
2. Сверлить 2 отверстия D 12,5.
Зенкеровать отверстие D 26,1.
Зенкеровать отверстие D32.
Зенкеровать отверстие D35,6.
Развернуть отверстие D36.
Зенковать фаску 0,5 х 45 0 .
Операция 015. Токарная.
Токарно-винторезный 16К20.
Подрезать торец, выдерживая размер 152.
2. Точить поверхность D37, выдерживая размер 116.
Точить 2 фаски 2 х 45 0 .
Нарезать резьбу М30х2.
Операция 020. Фрезерная
Вертикально-фрезерный 6Р11.
Фрезеровать поверхность, выдерживая размеры 20 и 94.
Операция 025. Вертикально-сверлильная.
Вертикально-сверлильный 2Н125.
Установ 1.
Сверлить 2 отверстия D9.
2. Сверлиль отверстие D8,5.
Нарезать резьбу К1/8 / .
Установ 2.
Сверлить отверстие D21.
Сверлить отверстие D29.
Операция 030 Слесарная.
Притупить острые кромки.
Операция 035. Технический контроль.
3. Выбор технологического оборудования и инструмента
Для изготовления детали "Наконечник" подбираем следующие станки
1. Сверлильно-фрезерно-расточной станок с ЧПУ и инструментальным магазином 2254ВМФ4;
2. Токарно-винторезный станок 16К20;
Вертикально-фрезерный станок 6Р11;
Вертикально-сверлильный станок 2Н125.
В качестве станочных приспособлений используем: для токарной-операции - 4-х кулачковый патрон, для остальных операций - специальные приспособления.
При изготовлении данной детали используется следующий режущий инструмент:
Фреза торцевая с механическим креплением многогранных пластин: фреза 2214-0386 ГОСТ 26595-85 Z = 8, D = 100 мм.
Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 9 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0023 ГОСТ 10903-77.
Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 12,5 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0040 ГОСТ 10903-77.
Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 21 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0073 ГОСТ 10903-77.
Сверло спиральное с коническим хвостовиком обычной точности, диаметром D = 29 мм. с нормальным хвостовиком, класса точности Б. Обозначение: 2301-0100 ГОСТ 10903-77.
Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 26 мм. длиной 286 мм для обработки сквозного отверстия. Обозначение: 2323-2596 ГОСТ 12489-71.
Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 32 мм. длиной 334 мм. для обработки глухого отверстия. Обозначение: 2323-0555 ГОСТ 12489-71.
Зенкер цельный с коническим хвостовиком из быстрорежущей стали, диаметром D = 35,6 мм. длиной 334 мм. для обработки глухого отверстия. Обозначение: 2323-0558 ГОСТ 12489-71.
Развертка машинная цельная с коническим хвостовиком D36 мм. длиной 325 мм. Обозначение: 2363-3502 ГОСТ 1672-82.
Зенковка коническая типа 10, диаметром D = 80 мм. с углом при вершине 90. Обозначение: Зенковка 2353-0126 ГОСТ 14953-80.
Резец правый проходной упорный отогнутый с углом в плане 90 o типа 1, сечения 20 х 12. Обозначение: Резец 2101-0565 ГОСТ 18870-73.
Резец токарный резьбовой с пластинкой из быстрорежущей стали для метрической резьбы с шагом 3 типа 1, сечения 20 х 12.
Обозначение: 2660-2503 2 ГОСТ 18876-73.
Метчик машинный 2621-1509 ГОСТ 3266-81.
Для контроля размеров данной детали, применяем следующий мерительный инструмент:
Штангенциркуль ШЦ-I-125-0,1 ГОСТ 166-89;
Штангенциркуль ШЦ-II-400-0,05 ГОСТ 166-89.
Для контроля размера отверстия D36 используем калибр - пробку.
Набор образцов шероховатости 0,2 - 0,8 ШЦВ ГОСТ 9378 - 93.
4. Определение промежуточных припусков, допусков и размеров
4.1 Табличным методом на все поверхности
Необходимые припуски и допуски на обрабатываемые поверхности
выбираем по ГОСТ 1855-55.
Припуски на механическую обработку детали
"Наконечник"
Размер, мм. Шерохова-тость, мкм. Припуск, мм. Допуск на размер, мм Размер с учетом припуска, мм. Черновая 8 Получистовая 1,5 Чистовая 0,5 Черновая 3,0 Чистовая 3,0 Расчет припусков аналитическим методом производим для поверхности Шероховатость Ra5. Технологический маршрут обработки отверстия состоит из
зенкерования, чернового и чистового развертывания Технологический маршрут обработки отверстия состоит из
зенкерования и чернового, чистового развертывания. Расчет припусков производим по следующей формуле:
где R - высота неровностей профиля на предшествующем переходе; Глубина дефектного слоя на предшествующем переходе; Суммарные отклонения расположения поверхности (отклонения от
параллельности, перпендикулярности, соосности, симметричности, пересечения
осей, позиционное) на предшествующем переходе; Погрешность установки на выполняемом переходе. Высоту микронеровностей R и глубину дефектного слоя для каждого перехода находим в таблице методического пособия. Суммарное значение , характеризующее качество поверхности штампованных заготовок
составляет 800 мкм. R= 100 мкм; = 100 мкм; R= 20 мкм; = 20 мкм; Суммарное значение пространственных отклонений оси обрабатываемого
отверстия относительно оси центра определится по формуле:
где - смещение обрабатываемой поверхности относительно поверхности используемой в качестве технологической
базы при зенкеровании отверстий, мкм
где - допуск на размер 20 мм. = 1200 мкм. Допуск на размер 156,2 мм. = 1600 мм.
Величину коробления отверстия следует учитывать как в
диаметральном, так и в осевом сечении.
где - величина удельного коробления для поковок. = 0,7, и L - диаметр и длина обрабатываемого отверстия. = 20 мм, L = 156,2 мм.
Величина остаточного пространственного отклонения после
зенкерования:
Р 2 = 0,05 Р = 0,05 1006 = 50 мкм.
Величина остаточного пространственного отклонения после чернового
развертывания:
Р 3 = 0,04 Р = 0,005 1006 = 4 мкм.
Величина остаточного пространственного отклонения после чистового
развертывания:
Р 4 = 0,002 Р = 0,002 1006 = 2 мкм. Остаточная погрешность при черновом развертывании:
0,05 ∙ 150 = 7 мкм.
Остаточная погрешность при чистовом развертывании:
0,04 ∙ 150 = 6 мкм.
Производим расчет минимальных значений межоперационных припусков:
зенкерование.
Черновое развертывание:
Чистовое развертывание:
Наибольший предельный размер по переходам определяем
последовательным вычитанием от чертежного размера минимального припуска каждого
технологического перехода. Наибольший диаметр детали: d Р4 = 36,25 мм. Для чистового развертывания: d Р3 = 36,25 - 0,094
=36,156 мм. Для чернового развертывания: d Р2 = 35,156 - 0,501 =
35,655 мм. Для зенкерования: Р1 = 35,655 - 3,63 = 32,025 мм.
Значения допусков
каждого технологического перехода и заготовки принимаем по таблицам в
соответствии с квалитетом, используемого метода обработки. Квалитет после
чистового развертывания: ; Квалитет после
чернового развертывания: H12; Квалитет после
зенкерования: H14; Квалитет
заготовки: . Наименьшие
предельные размеры определяем вычетанием допусков от наибольших предельных
размеров: MIN4 = 36,25 - 0,023 = 36,02 мм. MIN3 =
36,156 - 0,25 = 35,906 мм. MIN2 = 35,655 - 0,62 = 35,035 мм. MIN1
= 32,025 - 1,2 = 30,825 мм.
Максимальные
предельные значения припусков Z ПР. МАХ равны разности наименьших
предельных размеров. А минимальные значения Z ПР. МIN соответственно
разности наибольших предельных размеров предшествующего и выполняемого
переходов. ПР. МIN3 = 35,655 - 32,025 = 3,63 мм. ПР. МIN2
= 36,156 - 35,655 = 0,501 мм. ПР. МIN1 = 36,25 - 36,156 = 0,094 мм. ПР.
МAX3 = 35,035 - 30,825 = 4,21 мм. ПР. МAX2 = 35,906 - 35,035 =
0,871 мм. ПР. МAX1 = 36,02 - 35,906 = 0,114 мм.
Общие припуски Z О.
МАХ и Z О. МIN определяем, суммируя промежуточные припуски. О. МAX = 4,21 + 0,871 + 0,114 = 5, 195 мм. О.
МIN = 3,63 + 0,501 + 0,094 = 4,221 мм.
Полученные данные
сводим в результирующую таблицу.
Технологические переходы обработки
поверхности Элементы припуска
Расчетный припуск , мкм. Допуск δ, мкмПредельный размер,
мм. Предельные значения припусков, мкм Заготовка Зенкерование Развертывание черновое Развертывание чистовое Окончательно получаем размеры:
Заготовки: d ЗАГ. =; После зенкерования: d 2 = 35,035 +0,62 мм. После чернового развертывания: d 3 = 35,906 +0,25
мм. После чистового развертывания: d 4 = мм.
Диаметры режущих инструментов отображены в пункте 3.
Фрезерная операция. Фрезеровать плоскость, выдерживая размер
7 мм. а) Глубина резания. При фрезеровании торцевой фрезой глубина
резания определяется в направлении параллельном оси фрезы и равна припуску на
обработку. t =2,1 мм. б) Ширина фрезерования определяется в направлении,
перпендикулярном к оси фрезы. В = 68 мм. в) Подача. При фрезеровании различают подачу на зуб, подачу
на один оборот и подачу минутную.
где n - частота вращения фрезы, об/мин;- число зубьев фрезы. При мощности станка N = 6,3 кВт S = 0,14.0,28 мм/зуб. Принимаем S = 0,18 мм/зуб.
Мм/об.
в) Скорость резания.
Где Т - период стойкости. В данном случае Т = 180 мин. - общий поправочный коэффициент
Коэффициент учитывающий обрабатываемый материал. Коэффициент, учитывающий материал инструмента; = 1 (1; с.263; табл.5) Коэффициент, учитывающий состояние поверхности заготовки; = 0,8 (1; с.263; табл.6)
V = 445; Q
= 0,2; х = 0,15; y = 0,35; u = 0,2; P = 0; m = 0,32 (1; с.288; табл.39) М/мин.
г) Частота вращения шпинделя. (9) n Корректируем по паспорту станка: n = 400 об/мин.
Мм/мин.
д) Фактическая скорость резания
е) Окружная сила.
где n = 0,3 (1; с.264; табл.) 0,3 = 0,97 С P =54,5; Х = 0,9; Y = 0,74; U = 1; Q = 1; W = 0. Назначение режимов резания табличным методом произоводится
согласно справочнику режимов резания металлов. Полученные данные вносим в
результирующую таблицу.
Режимы резания на все поверхности.
Наименование операции и перехода Габаритный размер Глубина резания, мм. Подача, мм/об. (мм/мин) Скорость резания, м/мин Частота вращения шпинделя, об/мин. Операция 010 Фрезерная 1. Фрезеровать поверхность, выдерживая размер 7 2. Сверлить 2 отверстия 12,512,576,250,0815,7400 3. Зенкеровать отверстие 26,1. 26,11523,050,0820,49250 4. Зенкеровать отверстие 32. 321122,950,0825,12250 5. Зенкеровать отверстие 35,635,6921,80,0817,89160 7. Зенковать фаску 0,5 х 45 o Операция 015 Токарная 1. Подрезать торец, выдерживая размер 152 2. Точить поверхность D37, выдерживая размер
116 3. Нарезать резьбу М30х2 Операция 020 Фрезерная Фрезеровать поверхность, выдерживая размеры 20
и 94 Операция 025 Вертикально-сверлильная 1. Сверлить 2 отверстия 995,54,50,0811,3400
Проектируем станочное приспособление для
вертикально-сверлильного и вертикально-фрезерных станков. Приспособление представляет собой плиту (поз 1.) на которую с
помощью штифтов (поз.8) и винтов (поз.7) монтируются 2 призмы (поз.10). Со
стороны одной из призм расположен упор (поз.3) с расположенным в нем пальцем,
служащим для базирования заготовки. Прижим детали обеспечивается за счет планки
(поз 3), которая одним краем свободно вращается вокруг винта (поз.5), а в
другой ее край, имеющий форму прорези, входит винт с последующим прижимом
гайкой (поз.12). Для фиксации приспособления на столе станка в теле плиты
выполнены проушены и вмонтированы 2 шпонки (поз.13), служащие для центрования
приспособления. Транспортировка осуществляется в ручную.
При расчете точности приспособления необходимо определить
допускаемую величину погрешности ε
= 0,3…0,5; принимаем = 0,3; Остальные значения формулы представляют собой совокупность
погрешностей, определяемых ниже. Погрешность базирования e
б
возникает при несовпадении измерительной и технологической баз. При обработке
отверстия погрешность базирования равна нулю. Погрешность закрепления заготовки ε з возникает в результате действия сил зажима. Погрешность
закрепления при использовании ручных винтовых зажимов равна 25 мкм. Погрешность установки приспособления на станке зависит от зазоров между присоединительными элементами
приспособления и станка, а также от неточности изготовления присоединительных
элементов. Она равна зазору между Т-образным пазом стола и установочным
элементом. В используемом приспособлении размер ширины паза равна 18H7 мм.
Размер установочной шпонки 18h6. Предельные отклонения размеров U
Б.А. Кузьмин, Ю.Е. Абраменко, М.А. Кудрявцев, В.Н. Евсеев, В.Н. Кузьминцев;
Технология металлов и конструкционные материалы; - М.:
"Машиностроение"; 2003 г. А.Ф. Горбацевич, В.А. Шкред; Курсовое проектирование по технологии
машиностроения; - М.: "Машиностроение"; 1995 г. В.Д. Мягков; Допуски и посадки. Справочник; - М.: "Машиностроение";
2002 г. В.И. Яковлева; Общемашиностроительные нормативы режимов резания; 2-е издание; -
М.: "Машиностроение"; 2000 г. В.М. Виноградов; Технология машиностроения: введение в специальность; - М.:
"Академия"; 2006 г.;
4.2
Аналитическим методом на один переход или на одну операцию
, (2)
(3)
мкм.
5. Назначение
режимов резания
5.1
Назначение режимов резания аналитическим методом на одну операцию
(6)
nV (8) НВ
= 170; nV = 1,25 (1; с.262; табл.2)
1,25 =1,15
об/мин.
м/мин.
(11)5.2 Табличным
методом на остальные операции
7. Расчет
приспособления на точность механической обработки
В машиностроении различают три типа производства: массовое, серийное, единичное (ГОСТ 14.004-83). Отношение числа всех различных технологических опера-ций О, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест Р называют коэффициентом закре-пления операций
Коэффициент закрепления операций является одной из ос-новных характеристик типа производства.
При переменно-поточном методе за каждым станком линии (участка) закреплено по несколько операций для технологиче-ски однотипных деталей, запускаемых в производство попере-менно. В течение определенного периода времени (обычно не-сколько смен) на линии ведется обработка заготовок определен-ного типоразмера. Затем, линию переналаживают для обработки закрепленных за данной линией заготовок другого типоразмера СТО, например приспособления на переменно-поточных лини-ях постоянно закреплены на технологическом оборудовании. Приспособления конструируют так, чтобы в них можно было обрабатывать заготовки любых типоразмеров закрепленной группы. Это значительно сокращает время переналадки линии, которую обычно выполняют в перерыве между сменами. Распо-лагая оборудование по ходу ТП, получают движение деталей от одного рабочего места к другому, хотя и прерывистое (партия-ми), но поточное (прямоточное). Пропуская через группу рабо-чих мест (последовательность технологического оборудования) сменяемые партии деталей, получают непрерывно-поточное (в пределах одной партии) производство с поштучной передачей деталей от одного рабочего места к другому. Для повышения за-грузки оборудования в серийном производстве применяют мно-гономенклатурные поточные линии (переменно-поточные, групповые, предметно-замкнутые участки линий).
При групповой обработке на каждом рабочем месте линии одновременно выполняют несколько операций разных ТП. Это обеспечивается применением специальных многоместных при-способлений. При групповой обработке повышается загрузка оборудования, а линия работает без переналадки оборудования. Число деталей в группе обычно составляет 2...8. Переменно-по-точную и групповую обработку (сборку) выполняют на обычных и автоматических линиях.
Для обработки конструктивно и технологически сходных за-готовок применяют предметно-замкнутые участки. ТП обработ-ки этих заготовок имеют одинаковую структуру, однородные операции и одинаковую последовательность их выполнения и строятся на основе обобщения ТП изготовления деталей со сходными конструктивно-технологическими параметрами.
Поточный метод работы обеспечивает значительное сокра-щение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства, возможность примене-ния высокопроизводительного оборудования, снижения трудо-емкости изготовления изделий, простоту управления производ-ством.
В серийном производстве при построении технологических операций применяют как дифференциацию, так и концентра-цию технологических переходов. Структура операции формиру-ется в результате компромисса указанных принципов с учетом конкретных условий и методов работы. Применение поточного метода в серийном производстве требует, как правило, при по-строении операций приоритета дифференциации переходов.
При незначительных объемах выпуска, частых сменах вы-пускаемых изделий, а также невозможности использования по-точного метода применяют непоточный метод работы. Этот ме-тод используют в условиях серийного производства, он является наиболее характерным для мелкосерийного и единичного про-изводств. При непоточном методе работы строгого закрепления операций за конкретными рабочими местами не проводят, дли-тельность операций не синхронизируют по такту выпуска, на рабочих местах создают заделы заготовок (сборочных единиц), необходимые для обеспечения загрузки рабочих мест. При не-поточном методе работы стремятся на каждом рабочем месте осуществить максимальное технологическое воздействие на предмет труда, уменьшить число операций в ТП, строить техно-логические операции на основе концентрации переходов. Сте-пень концентрации возрастает по мере уменьшения объема вы-пуска.
Характеристики производства отражены в решениях, прини-маемых при технологической подготовке производства.
В машиностроении различают три основных типа производства: единичное (индивидуальное), серийное и массовое, и два метода работы: поточный и непоточный.
Каждому типу производства соответствуют свои методы его подготовки и планирования. Различаются они и по форме организации труда, степени детализации при разработке технологических процессов, организации ремонта и т. д.
Единичным (индивидуальным) называется такое производство, при котором изделие выполняют в одном или нескольких экземплярах; как правило, повторно этих изделий почти никогда не изготовляют. Такое производство существует в тяжелом и химическом машиностроении, судостроении и т. д.
В единичном производстве применяются универсальные станки, универсальные приспособления и нормальные инструменты, обеспечивающие обработку разнообразных деталей. Специальные инструменты и специальные приспособления почти не используются, так как на их изготовление требуются большие затраты. Установка и выверка заготовок на станках осуществляются с помощью разметки и универсальных измерительных средств. Точность изготовления детали контролируется также универсальными измерительными инструментами – штангенинструментами, микрометрами, индикаторами и т. п.
Квалификация рабочих при единичном производстве обычно высокая, но производительность труда значительно ниже, а себестоимость детали выше, чем при серийном и массовом производстве.
В машиностроении наиболее широкое распространение получило серийное производство, при котором изделия выпускают партиями или сериями различной величины. В зависимости от размера партий и частоты повторяемости их в течение года различают мелкосерийное , среднесерийное и крупносерийное производство. Основным отличием серийного производства от единичного является менее разнообразная номенклатура изделий, изготовляемых на каждом рабочем месте, и периодическая повторяемость партий изделий.
В серийном производстве уменьшается процент универсальных станков, зато увеличивается удельный вес специализированных и специальных станков. Широко применяются такие станки, как револьверные, токарные многорезцовые, а в крупносерийном производстве также токарные полуавтоматы и автоматы. Специализация станков позволяет использовать специализированные и специальные приспособления и режущий инструмент, обеспечивающие повышение производительности труда и снижение себестоимости изделий. Для контроля точности обработки деталей часто применяются предельные калибры.
Для серийного производства характерен дифференцированный технологический процесс изготовления деталей. Он расчленен на ряд небольших по объему операций, выполняемых на различных станках. Операции, требующие более одной установки, в серийном производстве обычно не встречаются. Квалификация рабочих значительно ниже, чем в индивидуальном, а производительность труда – выше.
Серийное производство распространено во всех отраслях промышленности.
Массовое производство характеризуется большим количеством изготовляемых изделий, что позволяет на каждом рабочем месте выполнять только одну, постоянно повторяющуюся операцию.
В массовом производстве широко применяются автоматические станки узкой специализации, специальные приспособления и режущий инструмент. Размеры изготовляемой детали контролируют с помощью специальных приспособлений, причем часто в процессе обработки. В зависимости от используемого оборудования технологический процесс механической обработки разбит на ряд мелких операций, осуществляемых на отдельных специальных автоматах, или предусматривает выполнение многих переходов на многошпиндельных автоматах, многопозиционных агрегатных станках и т. д.
Массовое производство обеспечивает наиболее экономичную обработку изделий. Этот тип производства широко распространен в автомобильной и тракторной промышленности, на заводах, выпускающих сельскохозяйственное оборудование, мотоциклы и ряд других изделий. Тип производства зависит от заданной программы и трудоемкости изготовления изделия и определяется тактом выпуска и коэффициентом серийности.
Под тактом выпуска понимается промежуток времени между выпуском двух следующих одна за другой машин и их сборочных единиц – деталей или заготовок. При проектировании технологических процессов механической обработки величина такта выпуска определяется формулой:
где F д – действительный годовой фонд времени работы оборудования в одну
смену, в часах; m – число рабочих смен; N – годовая программа выпуска деталей, в шт. Коэффициент серийности показывает количество разных операций, закрепленных за одним станком, и рассчитывается по формуле:
где τ в – такт выпуска деталей; Т шт – среднее штучное время по операциям обработки детали.
Чтобы определить Т шт, необходимо произвести укрупненный расчет или принять время по аналогичным операциям, выполняемым на базовых заводах.
Для массового производства К сер < 2, для крупносерийного Ксер от 2 до 10, для среднесерийного от 10 до 20 и мелкосерийного Ксер >20.
Таким образом, зная величину такта выпуска и коэффициент серийности, можно предварительно определять тип производства.
При поточном производстве операции механической обработки закреплены за определенными рабочими местами, которые расположены по порядку, предусмотренному технологическим процессом, а обрабатываемая деталь передается с одной операции на другую без существенных задержек.
Непоточным производством называется такое, при котором изготовляемые детали в процессе обработки находятся в движении с перерывами различной продолжительности, т. е. процесс обработки ведется с меняющейся величиной такта.
В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса различают три основных типа производства: единичное, серийное, массовое.
Необходимо отметить, что на одном и том же предприятии и даже в одном и том же цехе могут существовать различные типы производства. Например, в тяжелом машиностроении, имеющем характер единичного производства, мелкие детали, требующиеся в большом количестве, могут изготавливаться по принципу серийного или даже массового производства.
Единичным (индивидуальным) называется такое производство, при котором изделия изготавливают единичными экземплярами, разнообразными по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует.
Единичное производство универсально , т.е. охватывает различные типы изделий, а следовательно, должно быть гибким, быстро — переналаживаемым.
Технологический процесс изготовления деталей при этом типе производства имеет «уплотненный» характер: на одном станке выполняются несколько операций и часто производится полная обработка заготовок разнообразных конструкций и из различных материалов.
Для единичного производства характерны следующие особенности:
оборудование ставится по типам станков;
используется универсальное оборудование;
обслуживающий персонал высокой квалификации;
длительное время обработки;
высокая стоимость обработки;
низкая производительность;
высокая точность обработки.
Серийным называется производство, в котором выпуск изделий осуществляется партиями или сериями, состоящими из одноименных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, запускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого вида производства является изготовление всей партии целиком как в обработке деталей, так и в сборке.
При серийном производстве изделия выпускаются повторяющимися сериями по неизменным чертежам. В зависимости от числа выпускаемых изделий и их повторяемости в течение года производство может быть мелко-, средне- или крупносерийным. Мелкосерийное производство приближается по организации к единичному, а крупносерийное - к массовому.
Отнесение серийного производства к тому или иному типу осуществляется на основании коэффициента закрепления операций - отношения числа всех технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест. Для мелкосерийного производства значения этого коэффициента находятся в пределах 20…40, для серийного - 10… 20, для крупносерийного - I… 10 включительно.
В серийном производстве технологический процесс дифференцирован. Отдельные операции закреплены за определенными станками. Используются станки универсальные, специализированные, специальные, автоматизированные, агрегатные. После окончания изготовления одной серии деталей станки на данном производственном участке переналаживают на изготовление другой серии деталей.
Серийное производство значительно экономичнее , чем единичное, так как лучше используется оборудование, выше специализация рабочих, ниже себестоимость продукции.
Массовым называется производство , в котором при достаточно большом числе одинаковых выпусков изделий изготовление ведется путем непрерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно повторяющихся операций.
Для массового производства характерны следующие основные признаки:
большинство операций по обработке заготовок закрепляется за отдельными станками;
на линии обработки имеет место непрерывное перемещение заготовок с одного рабочего места на другое;
оборудование специализированное или специальное;
низкая трудоемкость и стоимость обработки;
короткий технологический цикл.
Коэффициент закрепления операций в этом типе производства принимают равным единице. Массовое производство позволяет производить значительные затраты на оборудование, так как последнее легко окупается.
При массовом производстве имеется возможность использовать самое высокопроизводительное оборудование и технологическую оснастку. Массовое производство может быть организовано по поточному и непоточному методам. Оборудование в этом случае устанавливается в виде поточных автоматических или автоматизированных линий.
Высшей формой массового производства является производство непрерывным потоком, характеризуемое тем, что время выполнения каждой операции равно или кратно времени по всему потоку, что позволяет производить обработку без заделов с определенным тактом выпуска, который рассчитывается по формуле
где Р - фонд времени (за год, смену и т.д.), мин; N - выпуск изделий сборочных единиц за соответствующий период времени, шт.
На операциях, длительность которых не укладывается в определенный такт выпуска, устанавливается дополнительное оборудование. При непрерывном потоке передача заготовки с позиции на позицию осуществляется непрерывно в принудительном порядке, что обеспечивает параллельное одновременное выполнение всех операций на технологической линии.
В машиностроении различают три типа производств: массовое, серийное и единичное и два метода работы: поточный и непоточный .
Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени. Основным признаком массового производства является не только количество выпускаемых изделий, но и выполнение на большинстве рабочих мест одной закрепленной за ними постоянно повторяющейся операции.
Программа выпуска в массовом производстве обусловливает возможность узкой специализации рабочих мест и расположения оборудования по ходу технологического процесса в виде поточных линий. Длительность операций на всех рабочих местах одинакова или кратна по времени и соответствует заданной производительности.
Такт выпуска — интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий. Он существенно влияет на построение технологического процесса, поскольку необходимо привести время каждой операции ко времени, равному или кратному такту, что достигается соответствующим расчленением технологического процесса на операции или дублированием оборудования для получения необходимой производительности.
Во избежание перебоев в работе поточной линии на рабочих местах предусматриваются межоперационные запасы (заделы) заготовок или деталей. Заделы обеспечивают непрерывность выпуска продукции при непредусмотренной остановке -отдельного оборудования.
Поточная организация производства обеспечивает значительное сокращение технологического цикла, межоперационных заде-, лов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования и резкое снижение трудоемкости и себестоимости изделий, простоту планирования и управления производством, возможность комплексной автоматизации производственных процессов. При поточных методах работы уменьшаются оборотные фонды и значительно повышается оборачиваемость вложенных в производство средств.
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и большим объемом выпуска.
В крупносерийном производстве широко применяют оборудование специального назначения и агрегатные станки. Оборудование располагается не по типам станков, а по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым технологическим процессом.
Среднесерийное производство занимает промежуточное положение между крупно- и мелкосерийным. На размер партии в серийном производстве влияют годовой выпуск изделий, длительность процесса обработки и наладки технологического оборудования. В мелкосерийном производстве размер партии обычно составляет несколько единиц, в среднесерийном — несколько десятков, в крупносерийном — несколько сотен деталей. В электромашиностроении и аппаратостроении слово «серия» имеет два значения, которые следует различать: ряд машин возрастающей мощности одного и того же назначения и количество одновременно запускаемых в производство однотипных машин или аппаратов. Мелкосерийное производство по своим технологическим особенностям приближается к единичному.
Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. Характерным признаком единичного производства является осуществление на рабочих местах различных операций. Продукция единичного производства — машины и аппараты, которые изготовляются по отдельным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований. К ним относят также опытные образцы.
В единичном производстве выпускаются электрические машины и аппараты широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто в единичном экземпляре, поэтому оно должно быть универсальным и гибким для выполнения различных заданий. При единичном производстве применяют быстропереналаживаемое оборудование, которое позволяет переходить с изготовления одной продукции на другую с минимальной потерей времени. К такому оборудованию относят станки с программным управлением, автоматизированные склады, управляемые ЭВМ, гибкие автоматизированные ячейки, участки и т. д.
Универсальное оборудование в единичном производстве используют только на предприятиях, построенных ранее.
Некоторые технологические методы, возникшие в поточно-массовом производстве, применяют не только в серийном, но и единичном производстве. Этому способствуют унификация и стандартизация изделий, специализация производства.
Сборка электрических машин и аппаратов — заключительный технологический процесс, при котором отдельные детали и сборочные единицы соединяются в готовое изделие. Основными организационными формами сборки являются стационарная и подвижная.
При стационарной сборке изделие полностью собирается на одном рабочем месте. Все детали и узлы, требуемые для сборки, поступают на рабочее место. Эту сборку применяют в единичном и серийном производстве и выполняют концентрированным или дифференцированным способом. При концентрированном способе сборочный процесс не расчленяется на операции и всю сборку (от начала до конца) выполняет рабочий или бригада, а при дифференцированном способе сборочный процесс расчленяется на операции, каждую из которых выполняет рабочий или бригада.
При подвижной сборке изделие перемещается от одного рабочего места к другому. Рабочие места оснащены необходимым сборочным инструментом и приспособлениями; на каждом из них, выполняется одна операция. Подвижная форма сборки применяется в крупносерийном и массовом производстве и осуществляется только дифференцированным способом. Такая форма сборки более прогрессивна, поскольку позволяет специализировать сборщиков на определенных операциях, в результате чего повышается производительность труда.
В процессе производства объект сборки должен последовательно переходить от одного рабочего места к другому по потоку (такое движение собираемого изделия обычно осуществляется конвейерами). Непрерывность процесса при поточной сборке достигается благодаря равенству или кратности времени выполнения операций на всех рабочих местах линии сборки, т. е. длительность любой сборочной операции на линии сборки должна быть равна или кратна такту выпуска.
Такт сборки на конвейере является планирующим началом для организации работы не только сборочного, но и всех заготовительных и вспомогательных цехов завода.
При широкой номенклатуре и небольших количествах выпускаемых изделий необходимы частые перенастройки оборудования, которые снижают его производительность. Для снижения трудоемкости выпускаемых изделий в последние годы на базе автоматизированного оборудования и электроники разрабатываются гибкие автоматизированные производственные системы (ГАПС), позволяющие изготовлять отдельные детали и изделия различного исполнения без перенастройки оборудования. Количество изделий, выпускаемых на ГАПС, задается при ее разработке.
В зависимости от конструкций и габаритных размеров электрических машин и аппаратов требуются различные технологические процессы сборки . Выбор технологического процесса сборки, порядка следования операций и оборудования определяется конструкцией, объемом выпуска и степенью унификации их, а также конкретными условиями, имеющимися на заводе.