Основные положения по выбору состава технологического оборудования

При разработке проектов технического перевооружения, реконструкции или расширения действующего производства, при проектировании нового цеха необходимо обеспечить высокие технико-экономические показатели производства.

Важно, чтобы к моменту ввода в эксплуатацию новое производство по уровню автоматизации, качеству и себестоимости выпускаемой продукции, условиям труда работающих и другим показателям не уступало аналогичным передовым отечественным и зарубежным производствам.

Основой любого производства является технологический процесс, представляющий собой часть производственного процесса и включающий в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или свойств предмета производства и их контроль.

Для современного механосборочного производства характерен высокий уровень автоматизации производственных процессов, поэтому технологическое оборудование должно не только обеспечивать автоматизацию обработки или сборки, но и стыковаться с оборудованием и техническими средствами, объединяющими отдельные виды технологического оборудования в единый автоматизированный производственный процесс.

Так, например, станки с ЧПУ для встраивания в состав ГПС должны стыковаться с промышленными роботами для их автоматической загрузки, системы ЧПУ должны иметь вход для стыковки с ЭВМ высшего уровня и для передачи в их запоминающее устройство заранее разработанных управляющих программ, иметь системы диагностики и т. д.

Характер и состав технологического оборудования во многом определяются типом производства. Тип производства является классификационной категорией в зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий. Различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом выпуска. Это, как правило, опытное производство изделий, изготовление уникальных машин.

Серийное производство характеризуется ограниченной номен­клатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися партиями, и сравнительно большим объемом выпуска. В условиях серийного производства выпускают 75—80 % изделий в Украине и за рубежом. Характерна тенденция увеличения относительной доли серийного производства. Серийное производство в зависимости от числа изделий в партии или серии и их повторяемости условно делят на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное.

Продукцией серийного производства являются станки, компрессоры, специальные машины и другие изделия, выпускаемые, как правило, в различных модификациях на общей базе.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени. Продукцией массового производства в машиностроении являются автомобили, тракторы, холодильники и другие изделия, выпускаемые в больших количествах.

Для определения типа производства обычно пользуются коэффициентом закрепления операций K_з.о=n_oп/М, где n_on — число различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению на участке, линии или в цехе в течение месяца; М — число рабочих мест соответственно участка, линии или цеха.

ГОСТ 3.1108—74 рекомендует следующие значения коэффициентов закрепления операций в зависимости от типа производства: для единичного производства — свыше 40; для мелкосерийного производства — свыше 20 до 40 включительно; для среднесерийного производства — свыше 10 до 20 включительно; для крупносерийного производства — свыше 1 до 10 включительно; для массового производства — 1.

Таким образом, тип производства с технологической точки зрения характеризуется средним числом операций, выполняемых на одном рабочем месте, а это, в свою очередь, определяет степень специализации и особенности используемого оборудования. В пределах одного цеха на разных участках могут быть различные типы производства. Это во многом зависит от продолжительности операций технологического процесса изготовления на участке деталей или изделий. Так, например, изготовление базовых деталей станка может быть организовано по принципу крупносерийного или массового производства, в то время как на участках для изготовления изделий типа тел вращения (валов, зубчатых колес и др.) может быть среднесерийное или даже мелкосерийное производство. Это связано с тем, что трудоемкость обработки базовых деталей в десятки раз выше трудоемкости изготовления деталей типа тел вращения.

На заводах типично массового производства с закреплением за каждым рабочим местом механосборочных цехов одной и той же непрерывно повторяющейся операции в прессовых цехах работа организуется, как правило, по принципу серийного производства, так как при выполнении одной операции высокопроизводительное оборудование не будет полностью загружено.

Поэтому тип производства цеха или завода в целом устанавливают в зависимости от типа производства, характерного для наибольшего числа рабочих мест.

На начальных этапах проектирования тип производства можно ориентировочно определить в зависимости от программы выпуска и массы изготовляемых деталей по данным, приведенным в табл. 3.1. Далее, по мере выполнения технологических разработок, данные о типе производства уточняют.

Необходимо иметь в виду то, что деление на типы производства условно, а также то, что при широком развитии ГПС будут постепенно стираться существенные различия в оборудовании производства различного типа. Даже массовое производство в настоящее время становится быстросменным, что требует использования высокопроизводительного оборудования, которое может быстро перестраиваться на изготовление других изделий. Если раньше автомобильные заводы выпускали одну и ту же модель автомобиля в течение десятков лет, то сейчас, например, ВАЗ ставит своей задачей каждый год осваивать выпуск новой модели автомобиля. При выборе состава технологического оборудования современных цехов механосборочного производства необходимо также учитывать следующие основные тенденции в технологии производства машин: интенсификацию технологических процессов; повышение качества обработки деталей и сборки машин; комплексную автоматизацию производственных процессов; повышение производительности труда и рентабельности производства. Развитие автоматизации производства, а также современные тенденции в машиностроении, характеризующиеся увеличением удельного веса многономенклатурного серийного производства и сокращением продолжительности выпуска изделий в условиях массового производства, обусловили создание и широкое внедрение гибких производственных систем (ГПС).

Таблица 3.1 - Ориентировочные данные для предварительного определения типа производства

	Число обрабатываемых деталей одного типоразмера в год
	Производство	тяжелых (массой более 100 кг)	средних (массой более 10 до 100 кг)	легких (массой до 10 кг)
Единичное Мелкосерийное Среднесерийное Крупносерийное Массовое	До 5 5—100 100—300 300—1000 Более 1000	До 10 10—200 200—500 500—5000 Более 5000	До 100 100—500 500—5 000 5 000—50 000 Более 50 000

В настоящее время в механообработке применяют три типа решений ГПС:

1) создание гибких участков и линий из работающих на заводе и серийно выпускаемых станков с ЧПУ; при этом участки дополняют автоматизированными транспортными системами, складами, станки оснащаются устройствами автоматической загрузки; подобные ГПС внедряются заводами, имеющими большой опыт эксплуатации станков с ЧПУ и хорошо развитые вычислительные центры;

2) создание линий и участков на базе типовых решений, разработанных станкостроительными НИИ и КБ, и серийно выпускаемых ГПМ;

3) создание ГПС на базе специальных разработок с использованием новых прогрессивных решений и оборудования, спроектированного по агрегатному принципу (многопозиционных многоцелевых станков, ГПМ с многошпиндельными головками и др.).

Первый тип решения характерен для совершенствования и реконструкции производства, второй и третий типы решений связаны с принципиальным обновлением производства.