Проекты технологического характера

3.2.1 Цель, задачи проектирования, техническое задание

Цель проекта может заключаться в разработке технологического процесса и операции с необходимой оснасткой для обработки заданного изделия с повышением производительности и качества, сокращением себестоимости.

Задачи, необходимые для достижения поставленной цели, могут быть следующими:

1. Аналитический обзор литературных данных для выявления условий работы и конструкторско-технологических характеристик обрабатываемого изделия, а также технологических процессов, операций и оснастки для его обработки.

2. Разработка оптимального маршрутного технологического процесса, операционной технологии или технологической операции обработки.

3. Исследование влияния технологического режима обработки на производительность процесса и качество изделия.

4. Конструкторская разработка технологической оснастки для обеспечения процесса или операции обработки.

5. Технологические расчеты цеха или участка, включая безопасность и экологичность процесса, оценка технико-экономической эффективности разработанной технологии.

Техническое задание на проектирование составляется в соответствии с основными методическими положениями, приведенными в п. 3.1.1.

Исходные данные для проектирования должны содержать производственные характеристики обрабатываемого изделия и требований к его изготовлению, а также действующего технологического процесса обработки. Кроме этого, в исходные данные вводятся сведения нормативного, руководящего и справочного характера, касающиеся методов и правил расчетов, а также проектирования технологических процессов, операций и оснастки, включая перспективные виды обработки.

Методы и средства решения технологических задач должны отвечать требованиям нормативной документации и перспективных технологий. Это учитывается при оценке технологичности изделия и отработке технических условий на его изготовление, при выборе рациональных технологических методов получения заготовки, обработки поверхностей и способов контроля качества, при разработке операционной технологии, конструкции технологической оснастки.

Обработка результатов проектирования производится с помощью методов математической статистики, для оценки результатов определяются показатели технико-экономической эффективности их применения в производстве.

3.2.2 Характеристика детали и условий производства

Обрабатываемая деталь, как правило, является выпускаемым изделием и входит в конструкцию сборочного узла, который может служить объектом производства. Необходимо указать назначение детали, выполняемые ею функции, характер действующих рабочих нагрузок. На этой основе следует провести технологический контроль чертежа, проверить его соответствие требованиям ЕСКД, пригодность выбранного материала, полноту технических условий на изготовление. Затем производится качественная оценка технологичности детали с учетом обрабатываемости ее материала при использовании ГОСТ 14.201-83.

Условия производства оказывают наибольшее влияние на его технико-экономическую эффективность и включают производственную программу цеха либо участка, их структуру, профиль специализации, форму организации производства и технологических процессов, режим работы, фонды времени технологического оборудования.

Производственная программа характеризуется номенклатурой изделий и годовым их выпуском в натуральных единицах и единицах массы. При этом следует учитывать необходимую долю выпуска в запчасти, а также перспективу развития предприятия. Серийность производства определяется ориентировочно, а после разработки технологии и расчетов цеха либо участка серийность уточняется по коэффициенту закрепления операций. Необходимо учитывать, что электрофизикохимические виды обработки, как правило, применяются на отдельных операциях технологического процесса серийного изготовления деталей. Поэтому для обеспечения необходимой эффективности такой обработки следует произвести классификацию выпускаемых изделий на отдельные группы по методике ЕСТПП с последующей разработкой группового технологического процесса.

Структура цеха должна учитывать технологический и предметный признаки обработки. Состав цеха или участка определяется по классификационным группам изделий и в дальнейшем уточняется по трудоемкости, оборудованию, рабочим местам.

Форма организации производства в цехе или на участке может быть поточной или групповой, что определяется по коэффициенту загрузки рабочих мест. Она характеризуется порядком выполнения операций, расположением оборудования и рабочих мест, направлением перемещения изделий. При серийном типе производства поточная организация обеспечивает наибольшую технико-экономическую эффективность за счет применения групповых технологических процессов и поточно-механизированных линий.

Режим работы цеха или участка принимается двухрменным, годовой фонд времени работы оборудования определяется по действующим нормативам.

3.2.3 Научные исследования технологии и разработка технологического процесса

Оптимальный режим обработки может быть определен путем исследования влияния одного из основных показателей технологического режима на производительность или параметр качества обработки. Например, при анализе имеющихся литературных данных может быть выявлена сильная зависимость точности размера обрабатываемой поверхности от изменения какого-либо показателя режима: электрического напряжения, силы тока, скорости подачи инструмента, концентрации рабочей среды и др. В таком случае формулируются цель и задачи исследования влияния показателя режима обработки на точность получаемого размера детали, разрабатывается методика исследования. В ней даются характеристики опытных деталей и установки, порядка проведения опытов, регистрации результатов, а также их обработки. Полученные данные представляются в виде таблиц, диаграмм, графиков, а затем анализируются с установлением возможных причин выявленной зависимости.

Выводы по итогам исследования должны содержать характеристику полученной зависимости, формулировку технологических рекомендаций для повышения качества обработки, основанных на результатах исследования.

Разработка технологического процесса изготовления деталей или операции, ее обработки выполняются с использованием основных положений методики, приведенной в п. 3.1.3. При этом необходимо рассмотреть существующие и перспективные методы обработки, выбрать наиболее эффективный из них. Следует подобрать методы получения, заготовки и обработки ее основных поверхностей, составить маршрутный техпроцесс, разработать технологическую операцию обработки с определенным режимом, характеристиками инструмента, оборудования, технологической оснастки, подготовить технологическую документацию.

3.2.4 Конструкция технологической оснастки

На основании разработанных маршрутного технологического процесса и технологических операций составляется техническое задание на проектирование устройства технологического, оснащения. После этого определяются его кинематическая схема и компоновка, разрабатывается чертеж общего вида, конструируются основные узлы, предусмотренные техническим заданием, прорабатываются вопросы технологичности и долговечности данного устройства.

Техническое задание на проектирование устройства технологического оснащения должно раскрывать его назначение, характеризовать исходные данные для разработки, ее цель и основные задачи, технико-экономические требования, к конструкции.

Кинематическая схема и компоновка устройства разрабатываются с учетом необходимости выполнения всех его установленных технологических функций, для чего выбираются; определенные характеристики расположения, а также взаимодействия его деталей и механизмов.

Общий вид устройства должен отражать конструктивное оформление его деталей и их взаимное расположение. При разработке общего вида производятся необходимые виды расчетов: кинематический, статический, динамический, прочностной и другого характера. По результатам расчетов окончательно определяются материалы деталей, их размеры, характер сопряжений, точность и шероховатость рабочих поверхностей. На основе разработанного чертежа общего вида устройства составляется описание его работы, особенность эксплуатации, обслуживания, регулировки и ремонта.

Деталировка одного из механизмов спроектированного устройства предусматривает выполнение рабочих чертежей некоторых его оригинальных деталей и разработку технических условий на их изготовление.

Технологичность устройства оценивается по уровню необходимых требований к его изготовлению и сборке, обслуживанию, регулировке и ремонту. Долговечность выявляется с учетом процессов изнашивания и характера износа наиболее нагруженных деталей, что прогнозируется по свойствам их материалов, состоянию контактирующих поверхностей, условиям их нагруженности.

Технико-экономическая эффективность применения спроектированного устройства определяется в сравнении с базовым либо известным вариантом конструкции данного назначения путем расчета и сопоставления их показателей снижения технологической себестоимости получения обрабатываемых изделий, дополнительных затрат на изготовление устройства, срока окупаемости дополнительных затрат, повышения годового экономического эффекта.

3.2.5 Технологическая планировка цеха, организация и экономика производства

Установленные параметры производственной программы, структура цеха или участка, форма организации производства, разработанного технологического процесса и значений времени выполнения операций используются для расчета годовой трудоемкости и станкоемкости обработки изделий, состава и количества технологического оборудования, численности и состава работающих, размеров производственных и вспомогательных площадей.

Годовая трудоемкость и станкоемкость рассчитываются по найденным значениям штучного времени на каждой операции и величины годовой программы выпуска деталей.

Количество технологического оборудования устанавливается с использованием величины станкоемкости, значения числа рабочих часов и нормативных коэффициентов.

Численность и состав работающих определяется по количеству технологического оборудования и значения нормативных коэффициентов. Размеры производственных и вспомогательных площадей рассчитываются с использованием количества и состава оборудования, нормативных значений площадей и коэффициентов.

Полученные данные вместе с характеристиками организации и структуры производства позволяют обосновать выбор типа цехового здания и составить компоновочный план цеха с участками и помещениями, которые вводятся в приложение к пояснительной записке.

Технологическая планировка выполняется на основе компоновочного плана, на отдельном чертеже графической части в масштабе 1:100 или 1:50 с прямоточным перемещением деталей или согласно последовательности технологических операций. На планировке необходимо показать элементы здания, размеры цеха и участка, расположение рабочих мест и станков, транспортных путей и грузоподъемных устройств, мест хранения заготовок и деталей. Технологическое оборудование обозначается номерами и включается в спецификацию планировки.

Организация производства включает обоснование и выбор ее формы, а также разработку важнейших характеристик организации производственного процесса и труда, технологической подготовки производства, планирования и управления, технического контроля, инструментального, складского и транспортного хозяйства.

Технико-экономическая проработка основных проектных решений должна дать возможность выбора их оптимальных вариантов. Такая оценка требует обоснования способа получения заготовки технологического процесса изготовления детали с заданной производительностью и качеством, определения производственных расходов, связанных со стоимостью основных фондов, затратами на материалы, заработную плату и инструмент, а также составления сметы цеховых и производственных расходов, расчета себестоимости.

Полученные технико-экономические показатели проекта сводятся в таблицу, затем производится их сопоставление с имеющейся базовой технологией и дается оценка уровня проектных параметров с расчетом технико-экономической эффективности производства.

3.2.6 Безопасность и экологичность технического процесса

При технологическом проектировании цеха или участка разрабатываются меры по оптимизации орудий труда, условий процесса труда, а также по предупреждению загрязнений окружающей среды, воздействия на рабочих и служащих шума, вибрации, полей и излучений. Кроме этого, определяются источники пожаро- и взрывоопасности, предусматриваются меры по профилактике возможных возгораний и взрывов.

Для случаев возникновения чрезвычайных ситуаций в проекте предусматриваются меры для защиты рабочих и служащих, для обеспечения стабильной работы цеха или участка, для проведения аварийно-восстановительных работ. При этом могут рассматриваться вопросы создания убежищ, устройств для защиты ценного оборудования и мер повышения его опорной устойчивости; разработки особого режима работы.