Структура производственного и технологического процессов

Изготовление изделий на машиностроительных предприяти­ях осуществляется в результате производственного процесса.

Производственный процесс — это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта продукции. Производственный процесс в машиностроении охватывает подготовку средств про­изводства и организацию обслуживания рабочих мест; получе­ние и хранение материалов и полуфабрикатов; все стадии изго­товления деталей машин; сборку изделий; транспортирование материалов, заготовок, деталей, готовых изделий и их элемен­тов; технический контроль на всех стадиях производства; упа­ковку готовой продукции и другие действия, связанные с изго­товлением выпускаемых изделий.

Важнейшим элементом производственного процесса являет­ся ТП.

Технологическим процессом называют часть производственно­го процесса, содержащую целенаправленные действия по изме­нению и (или) определению состояния предмета труда. К пред­метам труда относят заготовки и изделия.

По последовательности выполнения различают ТП изготовления исходных заготовок, термической обработки, механиче­ской (и другой) обработки заготовок, сборки изделий.

В ТП изготовления заготовок происходит превращение ма­териала в исходные заготовки деталей машин заданных разме­ров и конфигурации путем литья, обработки давлением, резки сортового или специального проката, а также комбинированны­ми методами. В процессе термической обработки происходят структурные превращения материала заготовок, изменяющие его свойства. При механической обработке наблюдается последова­тельное изменение состояния исходной заготовки (ее геометри­ческих форм, размеров и количества поверхностей) до получе­ния готовой детали. ТП сборки связан с образованием разъем­ных и неразъемных соединений составных частей изделия.

Для осуществления практически любого ТП в машино­строительном производстве необходимо применение совокупно­сти орудий производства, называемых средствами технологиче­ского оснащения.

Технологическим оборудованием называют средства техноло­гического оснащения (СТО), в которых для выполнения опреде­ленной части ТП размещаются материалы или заготовки, а так­же средства воздействия на них. Примерами технологического оборудования являются литейные машины, прессы, металлоре­жущие станки, печи, гальванические ванны, испытательные стенды и т.д.

СТО, дополняющие технологическое оборудование для вы­полнения определенной части ТП, называют технологической ос­насткой (режущий инструмент, штампы, приспособления, ка­либры и т.д.).

ТП выполняют на рабочих местах. Рабочим местом называ­ют элементарную единицу структуры предприятия, где размеще­ны исполнители работы, обслуживаемое технологическое обору­дование, часть конвейера, а на ограниченное время - оснастка и предметы труда. Рабочее место — участок производственной площади, оборудованный в соответствии с выполняемой на нем работой.

Технологической операцией называют законченную часть ТП, выполняемую на одном рабочем месте. Операция охватывает все действия оборудования и рабочих над одним или несколькими совместно обрабатываемыми или собираемыми объектами про­изводства. При обработке на станках операция включает все действия рабочего, управляющего станком, а также автоматиче­ские движения станка, осуществляемые в процессе обработки заготовки до момента снятия ее со станка и перехода к обработ­ке другой заготовки. Содержание операций изменяется в широ­ких пределах — от работы, выполняемой на отдельном станке (сборочной установке) в обычном производстве, до работы, вы­полняемой на автоматической линии, представляющей собой комплекс технологического оборудования, связанного единой транспортной системой, и имеющей единую систему управле­ния в автоматизированном производстве. Число операций в ТП обработки заготовок изменяется от одной—двух (изготовление детали на прутковом автомате, изготовление корпусной детали на многооперационном станке) до десятков или даже сотен (из­готовление турбинных лопаток, сложных корпусных деталей). Кроме технологических различают и вспомогательные опера­ции: транспортирование, контроль, маркирование и др.

Операции, входящие в составТП, выполняют в определен­ной последовательности. Содержание, состав и последователь­ность технологических операций определяют структуру ТП.

При выполнении ТП на предприятии заготовка или сбороч­ная единица последовательно проходит по цехам и производст­венным участкам в соответствии с выполняемыми операциями. Указанную последовательность называют технологическим мар­шрутом. Различают межцеховой и внутрицеховой технологиче­ские маршруты.

Последовательность технологических операций, результатом выполнения которых является достижение фиксированного со­стояния предмета труда (изготовление детали или сборочной единицы), называют маршрутным ТП.

Операция — основной элемент ТП — имеет собственную структуру.

Технологический переход — законченная часть технологиче­ской операции, выполняемая одними и теми же СТО при по­стоянных технологических режимах. Технологическим режимом называют совокупность изменений параметров ТП в определен­ном интервале времени. К изменяемым параметрам процесса, определяющим режим, относят, например, глубину резания, по­дачу, скорость резания, температуру нагрева или охлаждения и т.д. Технологический переход характеризует постоянство приме­няемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке, а также постоянство технологиче­ского режима.

В токарной операции, эскиз которой изображен на рис. 1.1, а, выполняются два технологических перехода. Такие переходы назы­вают простыми или элементарными. Совокупность переходов, когда в работе одновременно участвуют несколько инструмен­тов, называют сложным переходом (рис. 1.1, б).

При обработке заготовок на станках с ЧПУ несколько по­верхностей могут последовательно обрабатываться одним инст­рументом (например, проходным резцом) при его движении по траектории, задаваемой управляющей программой. В этом слу­чае говорят, что указанная совокупность поверхностей обраба­тывается в результате выполнения инструментального перехода.

Технологические переходы могут выполняться последова­тельно (см. рис. 1.1, а) или параллельно-последовательно (см. рис. 1.1, б). Операция может состоять как из одного, так и из нескольких технологических переходов (простых или сложных).

б

а

Рис. 1.1. Эскиз токарной операции:

а – простые переходы; б – сложный переход

Состав, содержание и последовательность выполнения тех­нологических переходов определяют структуру технологической операции.

Технологическая операция может быть организована на ос­нове концентрации или дифференциации технологических пе­реходов, включаемых в ее структуру. При концентрации перехо­дов структура операции включает максимально возможное при заданных условиях число технологических переходов. Это со­кращает число технологических операций в ТП. В предельном случае ТП состоит лишь из одной технологической операции, включающей все переходы, необходимые для изготовления дета­ли. При дифференциации переходов стремятся к минимизации числа переходов, входящих в технологическую операцию. Пре­делом дифференциации является такое построениеТП, когда в состав каждой операции входит лишь один технологический пе­реход.

Вспомогательный переход — это законченная часть техноло­гической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологиче­ского перехода. Примерами вспомогательных переходов являют­ся закрепление заготовки, смена инструмента и т.д. Технологи­ческую операцию следует рассматривать как совокупность тех­нологических и вспомогательных переходов, причем технологи­ческие переходы обеспечивают изменения состояния предметов труда, а вспомогательные — выполнение технологических пере­ходов.

Рабочий ход — законченная часть технологического перехо­да, состоящая из однократного перемещения инструмента отно­сительно заготовки, сопровождаемого изменениями формы, раз­меров, качества поверхности или свойств заготовки. Число ра­бочих ходов, выполняемых в одном технологическом переходе, выбирают, исходя из обеспечения оптимальных условий обра­ботки, например уменьшения глубины резания при съеме зна­чительных слоев материала (рис. 1.2).При выполнении технологической операции часто необхо­димо изменять относительное положение заготовки и инстру­мента (рабочих органов станка).

Рис. 1.2. Схема выполнения технологического перехода:

Аз – размер заготовки; Ао – размер обрабатываемой поверхности;

1-3 – номера рабочих ходов

Установ — часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или сборочной единицы. Например, при обработке вала на фрезерно-центровальном станке фрезерование торцев вала с двух сто­рон и их зацентровку выполняют последовательно за один установ заготовки. Подрезка торцев и их зацентровка могут быть выполнены, например, и на токарно-винторезном станке после­довательно за два установа заготовки.

Позиция — фиксированное положение, занимаемое неиз­менно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собирае­мой сборочной единицей совместно с приспособлением относи­тельно инструмента или неподвижных частей оборудования. Из­менение указанного положения, выполняемое с помощью пово­ротных устройств и устройств линейных перемещений, возмож­но, например, в технологических операциях, осуществляемых на оборудовании револьверного типа, автоматических линиях и т.д.

Прием — законченная совокупность действий человека при выполнении перехода или его части, объединенных одним целе­вым назначением. Так, при выполнении вспомогательного пере­хода установки заготовки в приспособление необходимо после­довательно выполнить следующие приемы: взять заготовку из тары, установить в приспособление и закрепить в нем.