Сто в машиностроении что такое
Роль ТО в машиностроении
Понятие технологической оснастки
В соответствии с единой системой технологической подготовки производства (ЕСТПП) ГОСТ 3.1109-82 вводит понятие на средства технологической оснастки (СТО).
СТО включает в себя:
1) Технологическое оборудование (контрольное и испытательное)
2) Технологическое оборудование (режущий, контрольный и измерительный инструмент).
3) Средства механизации и автоматизации производственного процесса
Технологическая оснастка (ТО) – это средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса (ТП).
Основную часть ТО составляют станочный инструмент контрольный, режущий. Затем идет режущий инструмент, вспомогательный калибры, пресс формы, штампы.
Для того чтобы снизить трудоемкость изготовления, проектирую ТО необходимо использовать оснастку неоднократно применяемую или переналаживаемую ТО на базе унифицированных стандартных деталей и узлов.
В соответствии с ЕСТПП вся ТО подразделяется на 6 систем:
2) УБО – универсально-безналадочная оснастка
3) УНО – универсально-наладочная оснастка
4) УСО – универсально-сборная оснастка
5) СРО – сборно-разборная оснастка
6) СНО – специализированная наладочная оснастка
Система ТО формируется комплексами:
Приспособление – ТО предназначенные для установки или направления предметов труда или инструмента на какой-либо технологической операции.
Набор той или иной системы ТО определяется условиями организации производства и правильности проектирования той или иной оснастки.
С технической точки зрения приспособление может быть однодетальным (оправка); в виде узла; в виде конструкции; в виде сборки; в виде базисного агрегата (корпуса, базовой плиты) и наладки, которая устанавливается на корпус.
Наладка – совокупность сборочных единиц или механическая регулировка установочных элементов приспособления; осуществляется ориентация заготовки в пространстве.
Роль ТО в машиностроении
Приспособления в машиностроении выполняют следующую роль:
1) Повышение производительности обработки, сборки и контроля.
2) Расширение технологических возможностей оборудования.
3) Снижение себестоимости изготовления деталей.
4) Обеспечение условий охраны труда и техники безопасности оператора.
5) Создание условий для механизации и автоматизации производства.
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)
Характеристика СТО. Производственный процесс и структура СТО
Введение
Реконструируемая станция технического обслуживания и является предприятием автосервиса и относится к малым станциям мощностью до пяти рабочих постов и выполняет очень ограниченное число услуг, но которые достаточно востребованы, что позволяет станции быть конкурентоспособной на рынке автосервисных услуг.
Основным предприятием в автосервисе является СТО, которые в зависимости от мощности и размеров выполняют большинство функций автосервиса.
Станции обслуживания по принципу назначения и размещения подразделяются на городские и дорожные.
Городские СТО предназначены для обслуживания в основном парка автомобилей населения, проживающего в городах и поселках городского типа, дорожные станции для оказания технической помощи всем автомобилям, находящимся в пути. Такое разделение определяет разницу в технологическом оснащении станций, Так, имеющиеся на городских станциях участки кузовных и окрасочных работ на дорожных станциях могут отсутствовать.
Городские станции обслуживания по характеру оказываемых услуг могут быть универсальными (для обслуживания и ремонта нескольких марок автомобилей) и специализированными (для обслуживания одной марки).
Городские станции обслуживания в зависимости от числа рабочих постов и вида выполняемых работ можно разделить на три основных типа: малые, средние и большие.
Малые станции (до 5 рабочих постов) выполняют в основном следующие работы: моечно-уборочные, экспресс-диагностирование, техническое обслуживание, смазку, шиномонтажные, подзаряд аккумуляторов, ремонт на базе замены деталей, продажу запасных частей, автопринадлежностей и эксплуатационных материалов.
Средние станции (6-15 постов) выполняют те же работы, что и малые станции, Кроме того, на средних станциях проводится полное диагностирование технического состояния автомобилей и его агрегатов, ремонт приборов системы питания, ремонт электрооборудования, медницкие, сварочные, кузовные и окрасочные работы, замена агрегатов, а также возможна продажа автомобилей.
Большие станции (более 15 постов) выполняют все виды обслуживания и ремонта, также как и средние станции в полном объеме. На больших станциях могут быть участки для проведения капитального ремонта агрегатов и узлов, а также осуществляться продажа и предпродажная подготовка автомобилей.
Однако, такое распределение работ на сто достаточно условно, так как перечень выполняемых услуг зависит не только от размеров станции, но и других факторов (спроса на различные услуги, финансовых возможностей, технических и технологических возможностей станции)
Реконструируемая СТО ЗАО «Лаура» по своему назначению является универсальной городской СТО, осуществляющей ТО и ремонт различных марок автомобилей и, но различных моделей. Кадров иметь высокие профессиональные умения и навыки и за счёт этого, а также достаточного оснащения инструментом и оборудованием, СТО поддерживает высокое качество обслуживания и ремонта автомобилей. Как отечественного производства, так и иномарок, оснащённых электронными системами впрыска топлива, а также оснащённые множеством электронных систем.
Характеристика СТО. Производственный процесс и структура СТО
СТО ЗАО «Лаура», относящаяся к средним городским, универсальным станциям автосервиса и организует производственный процесс в соответствии с требованиями технологии ТО и ремонта заводов изготовителей и в соответствии со своими техническими и технологическими возможностями.
Для анализа производственного процесса, определения его соответствия современным требованиям необходимо проанализировать его соответствие утверждённым и принятым требованиям к организации производственного процесса.
На городских станциях обслуживания автомобили, прибывающие на станцию для проведения ТО и ремонта, проходят мойку и поступают на участок приемки для определения технического состояния, необходимого объема работ и их стоимости. Если на станции обслуживания производится продажа автомобилей, то поступающие на СТО автомобили направляются в зону хранения, а затем на участок предпродажной подготовки в магазин. Организация технологического процесса на СТО осуществляется в соответствии с рисунком 1.
В структуру СТО в зависимости от их мощности входят следующие производственные участки; приемки и выдачи автомобилей, мойки, диагностирования, ТО, Р, зарядки аккумуляторов, ремонта электрооборудования, ремонта топливной аппаратуры, агрегатно-механический, шиномонтажный, кузовной, окрасочный и предпродажной подготовки автомобилей (для СТО с магазином). На небольших СТО некоторые однородные виды работ могут объединять и выполняться на одном участке.
Для определения соответствия организации производственного процесса на реконструируемой СТО ЗАО «Лаура», рассмотрим наиболее характерные для СТО участки, имеющие специфику в организации и технологии работ.
Участок приема и выдачи автомобилей. При приемке автомобиля производится: проверка агрегатов и узлов, на неисправность которых указывает владелец; проверка агрегатов, узлов и систем, влияющих на безопасность движения; проверка технического состояния автомобиля для выявления дефектов, не заявленных владельцем; ориентировочное определение стоимости и сроков выполнения работ и согласование их с владельцем; оформление приемочных документов.
При необходимости для установления причины неисправности мастер-приемщик направляет автомобиль на посты диагностирования или делает пробный выезд автомобиля.
При оформлении заказа на ТО по требованию владельца автомобиля СТО выполняют неполный объем работ. После установления объема работ мастер-приемщик, используя нормативы трудоемкости и стоимость нормо-часа заполняет наряд-заказ и определяет общую стоимость работ. При этом в наряд-заказ вносятся только те работы, на которые согласен заказчик.
После окончания приемки автомобиль устанавливается на рабочий пост или автомобиле-место ожидания. Время, затрачиваемое на прием автомобилей, может составлять 20-30 мин. На реконструируемой СТО практически все работы по приёму и выдачи автомобилей осуществляется непосредственно на рабочих постах.
После проведения всех необходимых работ автомобиль может направляется на пост (участок) выдачи, где контролируют качество работ, выполненных в соответствии с нарядом-заказом, производят внешний осмотр, проверку комплектности автомобиля и выдачу его владельцу или перегоняют в зону хранения готовых для выдачи автомобилей. При получении машин владелец удостоверяет подписью в наряде-заказе отсутствие претензий, а приемщик, проверив правильность оплаты, оформляет пропуск на выезд. Современные СТО оснащаются необходимым диагностическим оборудованием. Диагностирование автомобилей производится: по заявкам владельцев как самостоятельный вид услуг; при приемке на станцию (по мере необходимости); при ТО и ТР; перед выдачей автомобилей владельцу для проверки качества обслуживания. Включение диагностирования в технологический процесс СТО осуществляется в соответствии с рисунком 2.
Наибольшее число заявок владельцев автомобилей приходится на диагностические работы по проверке и регулировке углов установки управляемых колес, балансировке колес, по системам электрооборудования и питания двигателя, особенно для впрысковых систем питания, объективно проверить возможно только на соответствующих диагностических приборах. Это объясняется тем, что работы указанных узлов и систем во многом определяют затраты на эксплуатацию автомобиля, связанные с износом шин и топливной экономичностью.
Значительная часть контрольно-регулировочных работ с применением диагностических средств проводится непосредственно в процессе ТО и ТР автомобилей. В основном это касается работ по обслуживанию и ремонту двигателей, электрооборудования и ходовой части, которые выполняют, как правило, с применением переносных приборов непосредственно на постах ТО и ТР, что достаточно широко используется на реконструируемой СТО ЗАО «Лаура»
Введу отсутствия приборов диагностирования, что исключает проведения инструментальной диагностики, но контрольно- осмотровые работы, которые производятся дежурным мастером- приёмником позволяют практически определить все недостатки и отказы узлов, механизмов и агрегатов автомобиля и при том принятом на реконструируемой станции перечне услуг, с успехом решать вопросы, которые ставятся перед диагностикой и контрольно- осмотровыми работами. Таким образом, показанная на рисунке 2 схема, на практике будет выглядеть как распределение работ участка (поста) диагностирования участка (поста) приёмки и выдачи автомобиля, тем более, что эти посты (приёма и выдачи) совмещены на реконструируемой СТО с рабочими постами, что соответствует положению на малых СТО. Участок (зона) постовых работ ТО и ТР. Поступающие на станцию автомобили требуют проведения самых различных по наименованию и объему работ ТО и ТР, и поэтому организация производства станции должна и обеспечивает выполнение любого их сочетания, то есть обладать достаточной гибкостью технологического процесса ТО и ТР.
В связи со случайным характером требуемых технических воздействий для автомобилей, поступающих на СТО, возможны следующие варианты сочетания работ ТО с работами ТР; ТО в полном объеме; выборочный комплекс работ ТО (регулировочные, смазочные и др.); полный объем ТО совместно с работами ТР, выявленными в процессе диагностирования; выборочный комплекс работ ТО с работами ТР, выполненными в процессе диагностирования. При этом вначале выполняются работы по ТР, а затем уже ТО.
В зависимости от того или иного сочетания требуемых видов работ выбираются рациональная технологическая схема и организация производства.
На уборочно-моечном участке могут выполняться уборочно-моечные работы не только перед ТО и ТР, но и как самостоятельный вид услуг (коммерческая мойка).
В основном работы по ТО и ТР проводятся на универсальных или специализированных постах. Учитывая специфику работ, выполняемых на СТО, примерно 70% рабочих постов оснащаются подъемниками.
Организация и технология работ на специализированных участках ТР (агрегатно-механическом, ремонта электрооборудования, ремонта топливной аппаратуры и др.) в основном аналогичны работам, выполняемым на АТП для легковых автомобилей.
Помимо работ по ТО и ТР, на крупных СТО может производиться и капитальный ремонт агрегатов. КР агрегатов на станциях, как правило, выполняется индивидуальным методом.
Участок предпродажной подготовки. На станциях обслуживания, на которых предусмотрены магазины по продаже автомобилей, проводится и предпродажная подготовка автомобилей, которая включает: снятие временного противокоррозийного покрытия и проведение уборочно-моечных операций; проверку соответствия сопроводительных документов номерам двигателя и кузова автомобиля; проверку наличия и установку комплектующих изделий и принадлежностей; проверку работы агрегатов, систем, узлов и автомобиля в целом; устранение обнаруженных дефектов и неисправностей. На небольших СТО предпродажная подготовка проводится на постах зоны ТО и ТР.
На крупных станциях имеются отдельные участки предпродажной подготовки.
Опыт строительства и эксплуатации в стране СТО легковых автомобилей говорит о том, что вводится в эксплуатацию небольшие станции до 5 постов и эта тенденция будет наблюдаться в дальнейшем, приближая услуги к потребителям.
На реконструируемой станции проводится только очень ограниченный, но наиболее востребованный перечень работ ТО и ремонта, поэтому по принятой организации производственного процесса нет необходимости иметь не только пост диагностики, но и участки (посты) по ремонту узлов, агрегатов, пост диагностирования углов управляемых колёс. Все посты, оборудованные подъёмниками универсальны по принятому перечню услуг. А введу того, что станция не реализует автомобили, отпадает необходимость в предпровдажной подготовке и автомобиле мест ожидания для этого. Довольно серьёзным недостатком реконструируемой станции является недостаток специального инструмента и приспособлений, из-за недостатка подъёмников простаивают автомобили и мастера, когда автомобили на подъёмнике остаётся в ожидании запчастей и агрегатов. А мастера в свою очередь в ожидании рабочего поста с подъёмником простаивают.
Чем отличается ТУ от СТО? Что лучше?
Развитие производства и технический прогресс способствуют постоянному появлению новых товаров и способов изготовления продукции. По мнению большинства потребителей, соответствие товара ГОСТу гарантирует его безопасность и качество. Однако производственные возможности изготовителей продукции не всегда обеспечивается государственными нормативами. Процесс разработки и принятия новых ГОСТов может растянуться на несколько лет, что значительно замедлит процесс производства новых товаров. Устаревшие стандарты или их отсутствие, способствуют оформлению и применению дополнительной документации, которая разрабатывается по инициативе производителей. Самостоятельная разработка конструкторской и нормативной документации позволяет не только сэкономить время, но также учитывает особенности конкретного товара и производства.
Чаще всего производители разрабатывают и применяют технические условия, дополняющие требования, которые уже прописаны в госстандарте или устанавливающие их, если производимая продукция не имеет ГОСТа.
Самостоятельно разработанная документация позволяет менять технологию или состав по усмотрению изготовителя. Однако следует помнить, что и ТУ, и СТО должны опираться на требования вышестоящих нормативных актов (в том числе госстандартов).
Отличия и сходства между ТУ и СТО мы рассмотрим в этой статье.
Что такое ТУ
Техническими условиями или ТУ называют документ, устанавливающий требования к продукции. В нем прописывают характеристики готовой продукции, показатели ее безопасности, способы упаковки и маркировки, условия транспортировки, эксплуатации, а также необходимые процедуры, с помощью которых контролируется качество и безопасность изделия.
Разработку ТУ чаще всего доверяют компетентным организациям, имеющим экспертов с опытом составления подобных документов. Заказчиком обычно выступает производитель товара.
ТУ относятся к конструкторской документации, так как в них содержится подробное описание продукции и требований к ней. Технические условия разрабатывают для любых групп изделий, придерживаясь принципов, указанных в государственном нормативе. Структура документа также опирается на требованиях ГОСТа.
Информация содержащаяся в технических условиях
Документ должен содержать достоверную информацию о продукции, включающую в себя:
Информация об изделии может быть представлена в том числе в виде таблиц, чертежей, схем. В ТУ также указывается перечень нормативных документов, используемых при его написании.
Что такое СТО
В отличие от ТУ, стандарт организации (или СТО) не является конструкторским документом. Но СТО тоже может использоваться в качестве нормативного документа при производстве продукции. Он разрабатывается в случае выпуска продукции на основании собственных стандартов предприятия, а не государственного норматива. Такой документ актуален для выпуска изделий, соответствующий ГОСТ для которых отсутствует. Но в любом случае, нужно следить за тем, чтобы между разрабатываемым и действующим стандартами не возникало противоречий.
Информация содержащаяся в стандарте организации
В документе должна содержаться следующая информация:
СТО, как и ТУ не требует согласования с государственными органами, его достаточно утвердить руководству компании.
Чем различаются ТУ и СТО и какой стандарт лучше выбрать
Между стандартами организации и техническими условиями есть ряд отличий. Основные из них то, что в большинстве случаев, ТУ разрабатывают для того, чтобы дополнить уже существующий госстандарт, а СТО создается как альтернатива ГОСТу и определяет собственные регламенты предприятия.
Также нужно отметить, что информация, предоставляемая в ТУ, касается производственных процессов и выпуска товаров в целом, тогда как в СТО описан более широкий спектр информации об изделии, а также содержатся данные о технологических процессах компании-производителя.
Безусловно, легитимность нормативов, которые не требуют регистрации или согласования в государственных органах, может вызывать сомнения. В случае разработки СТО, государство полностью полагается на добросовестность производителя. В свободном доступе СТО увидеть практически невозможно, ведь в нем могут содержаться данные, которые квалифицируются как коммерческая тайна.
В то же время ТУ подчиняется принципам уже существующего стандарта, расширяя их. ТУ, как и СТО не требует регистрации и согласования в госструктурах. С этой точки зрения, ТУ более понятен и предпочтителен для предприятий, определяющихся с выбором стандарта. Технические условия, не имея разногласий с нормами и правилами, утвержденными государством, предоставляют изготовителю более широкое поле для деятельности по совершенствованию свойств и качества товаров. Кроме того, компания сохраняет доверие потребителя, подтверждая соблюдение действующих стандартов.
Чтобы проконсультироваться с нашим специалистом по вопросу разработки ТУ или СТО на пищевую или иную продукцию звоните по телефону 8 (800) 600-70-55.
Технологический процесс в машиностроении
2.6.1. Общие сведения. В машиностроительном производ-стве технологический процесс (англ. – manufacturing process) – это часть производственного процесса, содержащая целе-направленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработки, формообразования, сборки.
Основной составной частью технологического процесса является технологическая операция (англ. – operation), вы-полняемая на одном рабочем месте. Она является структур-ной исходной единицей для расчёта времени и денежных за-трат на технологический процесс в целом.
Параллельно существующее понятие «технологический метод» представляет собой совокупность правил, опреде-ляющих последовательность и содержание действий при выполнении формообразования, обработки или сборки, пе-ремещения, включая технический контроль, испытания в технологическом процессе изготовления или ремонта, уста-новленных безотносительно к наименованию, типоразмеру или исполнения изделия.
2.6.2. Технологическая документация. Технологический документ – это графический или текстовой документ, кото-рый отдельно или в совокупности с другими документами определяет технологический процесс или операцию изго-товления детали.
Оформление технологического документа представляет собой комплекс процедур, необходимых для составления и подготовки технологического документа в соответствии с порядком, установленным на предприятии. К подготовке документа относится его подписание, согласование и т. д.
2.6.3. Комплектность технологических документов. Комплект документов технологического процесса (опера-ции) представляет собой совокупность технологических до-кументов, необходимых и достаточных для выполнения тех-нологического процесса (операции).
Комплект проектной технологической документации – это совокупность технологической документации для проек-тирования и реконструкции предприятия.
Стандартный комплект документов технологического процесса (операции) состоит из комплекта технологических документов, установленных в соответствии с требованиями стандартов государственной системы стандартизации.
2.6.4. Степень детализации технологических процессов. Маршрутное описание технологического процесса представ-ляет собой сокращенное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения, но без раз-деления операций на составные элементы (переходы) и без указания режимов обработки.
Режим обработки – это набор условий, при которых реализуется обработка. Основными параметрами, состав-ляющими режим, например обработки резанием, являются глубина резания, то есть толщина срезаемого слоя за один приём; подача (перемещение) инструмента, например, за каждый оборот обрабатываемой детали; скорость резания, предопределяющая степень интенсивности ухода стружки из очага резания; принятый способ отвода тепла из очага ре-зания и ряд других параметров
Маршрутно-операционное описание технологического процесса представляет собой сокращённое изложение техно-логических операций с сохранением их последовательности при полном описании отдельных операций.
2.6.5. Влияние организации производства на технологи-ческие процессы и операции. Технологические процессы по своему составу и глубине проработки отдельных элементов процесса существенно зависят от типа машиностроительно-го производства. Имеются в виду массовое, серийное и еди-ничное производства.
Каждый тип машиностроительного производства имеет свои характерные особенности, определённым образом влияющие на проектируемый технологический процесс. Так, в массовом производстве за каждым станком постоянно за-креплена только одна технологическая операция. Поэтому все составные части проектируемого технологического про-цесса прорабатывают очень подробно, и от рабочих, выпол-няющих каждую операцию, не требуется высокая квалифи-кация. В свою очередь, оборудование в цехе располагают по ходу действий, указанных в технологическом процессе. Этим упрощается передача обрабатываемой детали от стан-ка к станку. Складываются условия для организации поточ-ного (непрерывного) производства. Длительность каждой операции, а также степень равномерной и полной загрузки станков обеспечивают технологическими приёмами, закла-дываемыми в проектируемый технологический процесс. Здесь имеют в виду кратность отрезка времени, затрачивае-мого на каждую операцию, число станков на одну и ту же операцию и т.п.
Однако следует иметь в виду, что полностью загрузить большое количество станков обработкой одной детали мож-но только при достаточно большой программе выпуска продукции. Само собой разумеется, что программа должна быть устойчивой, то есть ориентированной на достаточно длительный период спроса продукции, по крайней мере дос-таточный для самоокупаемости затрат на организацию мас-сового производства.
Одним из основных критериев массового производства является такт выпуска продукции.
Такт выпуска (англ. – production time) – интервал време-ни, через который периодически производится выпуск изде-лий или заготовок определённых наименования, типоразме-ра и исполнения.
Определённое значение имеет также ритм выпуска (англ. – production rate) – количество изделий или заготовок определённых наименований, типоразмеров и исполнения, выпускаемых в единицу времени.
В серийном производстве за каждым станком закреплено больше одной операции, а цех и каждый его участок заняты обработкой нескольких или многих деталей. Но программа выпуска каждой детали мала для того, чтобы организовы-вать поточное производство.
Подбирая номенклатуру деталей для каждого участка, стараются подобрать детали примерно одинаковых габарит-ных размеров со схожей конфигурацией (валы, зубчатые ко-лёса, корпусные детали и т.д.), одинакового материала (сталь, алюминиевые сплавы, магниевые сплавы).
Однородность перечисленных характеристик предопре-деляет сходство технологических процессов. Это позволяет уменьшить разнообразие станков на участке и способствует возможности максимально загрузить станки.
Закрепление за станком нескольких технологических операций предопределяет неизбежность последующей пере-наладки, то есть замены технологической оснастки для того, чтобы перейти к обработке других деталей. Поэтому в се-рийном производстве детали обрабатывают партиями, то есть группами одноименных деталей. Выполнив одну опе-рацию для партии деталей, станок переналаживают для вы-полнения очередной операции.
Чем разнообразнее технологические процессы, выпол-няемые на участке, тем труднее на участке расположить станки в наиболее выгодном порядке. Поэтому в серийном производстве чаще всего представляется целесообразным располагать станки в большем соответствии с последова-тельностью этапов технологического процесса (черновые операции, чистовые, окончательные).
В серийном производстве заняты рабочие главным обра-зом средней квалификации.
По сравнению с массовым производством в серийном производстве увеличен объём так называемого незавершён-ного производства, то есть накапливаются детали, ждущие очередного передвижения к местам дальнейших этапов об-работки. Соответственно, возрастает длительность произ-водственного цикла,
Цикл технологической операции (англ. – operation cycle) – интервал календарного времени от начала до конца перио-дически повторяющейся технологической операции незави-симо от числа одновременно изготовляемых или ремонти-руемых изделий.
Единичное производство характерно тем, что оно ориен-тировано на изготовление чрезвычайно широкой номенкла-туры самых разнообразных деталей, каждая из которых вы-пускается единицами экземпляров. По этой причине все ис-пользуемые средства производства отличаются повышенной универсальностью с применением рабочей силы высокой квалификации. За каждым станком закрепляется максималь-но возможное количество технологических операций.
По принципу единичного производства организованы опытные цехи и заводы, находящиеся в непосредственном распоряжении опытно-конструкторских организаций, заня-тых созданием и разработкой новой продукции.
Наличие высококвалифицированной рабочей силы ис-ключает необходимость подробной детализации, как техно-логических операций, так и технологического процесса в целом. То есть технологический процесс в ряде случаев дос-таточно представлять в виде сокращённого маршрутного описания всех действий, составляющих технологический процесс. Этим сокращается объём работы инженерно-тех-нического персонала на составление технологической доку-ментации, а также в определённой мере компенсируются расходы, связанные с привлечением высококвалифициро-ванной рабочей силы.
В свою очередь, независимо от типа машиностроитель-ного производства, сформировались конкретные наимено-вания технологических процессов.
Единичный технологический процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и ис-полнения, независимо от типа производства.
Типовой технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
Групповой технологический процесс изготовления груп-пы изделий с разными конструктивными, но общими техно-логическими признаками
Типовая технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологиче-ских переходов для группы изделий с общими конструктив-ными и технологическими признаками.
Групповая технологическая операция совместного изго-товления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
2.7. Технологическая система
2.7.1. Структура технологической системы. В общем случае технологическая система состоит из обрабатывае-мого и обрабатывающего начал, находящихся в техниче-ском окружении, необходимом и достаточном для того, что-бы при вводе энергии реализовывался запланированный тех-нологический процесс.
Структурными основными единицами технологической системы являются следующие её элементы.
Технологическое оборудование (англ. – manufacturing equipment) – средства технологического оснащения, в кото-рых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка. Примерами технологического оборудования являются ли-тейные машины, прессы, станки, печи, гальванические ван-ны, испытательные стенды и т.д.
Технологическая оснастка (англ.– tooling) – средства тех-нологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определённой части техно-логического процесса. В состав технологической оснастки входят режущий инструмент и приспособления.
Инструмент (англ. – tool) – технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния. Состояние предмета труда опре-деляется при помощи меры и (или) измерительного прибора.
В свою очередь, различают основной инструмент, непо-средственно взаимодействующий с обрабатываемым объек-том (например, резец) и вспомогательный инструмент (на-пример, оправка, несущая на себе этот резец и являющаяся связующим звеном между резцом и местом крепления этого резца на станке).
Приспособление (англ. – fixture) – технологическая осна-стка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении техноло-гической операции. Фактически приспособление является устройством для расширения технологических возможно-стей применяемого оборудования.
Перечисленные структурные элементы показывают, что термин «технологическая система» по своей сути эквива-лентен понятию «вещественные факторы производитель-ных сил», используемому экономическими теориями при анализе процессов развития общественного производства.
В то же время в машиностроении вещественные факторы производительных сил часто называют средствами техно-логического оснащения (СТО). При этом имеют в виду, что в составе этих средств значатся только технологическое обо-рудование, технологическая оснастка и средства механи-зации и автоматизации реализуемого технологического процесса. Таким образом, инструмент и предмет труда не входят в состав СТО. Тем не менее, при выборе каждого из структурных составляющих системы СТО неизбежно учи-тывают основные факторы, относящиеся и к инструменту, и к предмету труда. Это следует из стандартных рекоменда-ций, касающихся выбора каждого их структурных состав-яющих системы СТО.
а) Выбирают технологическое оборудование на основа-нии анализа подлежащих обработке поверхностей изготов-ляемых деталей и перечня методов обработки, каждый из которых реально может быть использован в рассматривае-мом случае. Выбор наиболее эффективного метода обработ-ки предопределяют технико-экономические и эксплуатаци-онные требования к изготовляемой детали.
Оборудование должно обеспечивать высокопроизводи-теьный процесс за счёт
– одновременной обработки несколькими инструмента-ми;
– одновременной обработки одним инструментом не-скольких деталей (или нескольких поверхностей);
– совмещения нескольких операций.
При этом действия, связанные с контролем геометриче-ских параметров детали, с контролем станка и состоянием обрабатывающего инструмента, а также с коррекцией точ-ности обработки и переналадкой станка стремятся по вре-мени совместить с основным действием, а именно: обработ-кой поверхностей изготавливаемых деталей.
б) Агрегатирование средств технологического оснаще-ния. При частой сменяемости изготовляемой продукции (в среднесерийном и мелкосерийном производствах) необхо-дима быстрая замена состава средств технологического ос-нащения. Быстрота замены и переналадки оснащения ха-рактеризуется понятием «гибкость производства».
Для сокращения времени па переналадку все элементы СТО проектируют и изготовляют, применяя принцип агре-гатирования. То есть все элементы СТО изготовляют в виде унифицированных многоцелевых, и в ряде случаев, обрати-мых модулей
Принцип агрегатирования предполагает выполнение комплекса работ в последовательности:
– анализ планируемых технологических операций с це-лью выявить возможность применения известных типовых методов обработки;
– составление схем рабочих движений обработки и пере-мещения предметов труда;
– разделение конструкций СТО на элементы и узлы обра-тимой конструкции;
– установление необходимых условий связи между эле-ментами и узлами по соответствующей компоновочной схе-ме;
– определение номенклатуры входящих в СТО деталей,-узлов и агрегатов многократного применения;
– издание альбомов и каталогов деталей, узлов и агрега-тов СТО.
Основным критерием целесообразности любых решений по агрегатированию СТО является технико-экономическая эффективность от их создания и практического применения.
в) Комплектуют технологическую оснастку, опираясь на предварительный анализ:
– характеристики изготовляемых деталей (конструкция, размеры, материал, требуемые точность и качество);
– технологических и организационных условий изготов-ления детали (схема ориентации и закрепления детали в зоне обработки);
– оптимизации степени загрузки и интенсивности работы, как самой оснастки, так и используемого оборудования вплоть до условий для непрерывного труда;
– полного соответствия оснастки её целевому назначению и техническим характеристикам применяемого оборудова-ния;
– способности оснастки обеспечивать интенсивность эксплуатации и полную загрузку станка.
В общем случае оснастка может быть выбрана из перечня имеющейся номенклатуры, либо оснастку следует спроекти-ровать и изготовить вновь. Но всегда оснастка должна обес-печивать труд с высокой производительностью.
г) Средства механизации. Выбор этих средств ведут с учётом того, что механизация предполагает главным обра-зом вытеснение ручного труда и замену его машинным тру-дом в тех звеньях, где он до сих пор остаётся как среди ос-новных технологических операций, так и среди операций вспомогательных, зачастую отличающихся большой трудо-ёмкостью и наличием ручной работы. Механизация ведёт к сокращению производственного цикла, повышению произ-водительности труда и к улучшению экономических показа-телей.
При выборе средств механизации учитывают
– плановые сроки и трудоемкость выпуска продукции;
– плановую продолжительность выпуска продукции;
– организационные формы производства в период освое-ния и выпуска продукции.
Выбор средств всегда сопровождается технико-эконо-мическими расчётами затрат на производство в течение все-го периода его реализации.
2.7.2. Роботизация оснастки. По мере развития техники на смену механизации отдельных технологических действий постоянно приходит автоматизация с целью повысить про-изводительность труда и освободить оператора от тяжелых и утомительных операций. В первую очередь это коснулось массового производства, ориентированного на выпуск большого количества однородной продукции, где не требу-ется частых переналадок технологического оснащения. А в малосерийном и серийном производствах темп автоматиза-ции заметно сдерживается из-за высокой стоимости, как са-мих разработок автоматизированных устройств, так и из-за длительности переналадки этих устройств на выпуск оче-редных партий другой продукции. Однако высокий темп
роста производительности станочного оборудования посто-янно ставит вопрос о необходимости сокращать время на выполнение сопутствующих вспомогательных операций, ха-рактеризующихся для оператора трудоёмкостью, утомляе-мостью, плохими условиями труда. Автоматизированное устройство для вспомогательных операций получило назва-ние робот. Соответственно, в машиностроении возникла новая отрасль – робототехника.
Роботы, предназначенные для замены человека на опас-ных для здоровья, физически тяжёлых и утомительных руч-ных работах, получили название промышленные роботы (ПР). Первый ПР появился в США в 1961 году под названи-ем «Рука Эрнста». В нашей стране первый ПР «Универсал-50» разработан в 1969 году.
В 1980 году общий парк ПР в мире составлял около 25 тыс. штук, а через 5 лет их стало в мире около 200 тыс. штук, что свидетельствует об уже тогда возникшей потреб-ности быстрого роста производительности труда.
В зависимости от участия человека в процессе управле-ния роботом выделяют группы биотехнических и автоном-ных (автоматических) роботов [13, 14, 15].
К биотехническим роботам относятся дистанционно управляемые копирующие роботы; роботы, управляемые че-ловеком с пульта управления, и полуавтоматические роботы.
Дистанционно управляемые копирующие роботы снаб-жены задающим органом (например, манипулятором, пол-ностью идентичным исполнительному органу), средствами передачи сигналов прямой и обратной связи и средствами отображения информации для человека-оператора о среде, в которой функционирует робот.
Копирующие роботы выполняются в виде антропо-морфных конструкций, обычно «надеваемых» на руки, ноги или корпус человека. Они служат для воспроизведения дви-жений человека с некоторыми необходимыми усилиями и
имеют иногда несколько десятков степеней подвижности.
Роботы, управляемые человеком с пульта, снабжаются системой рукояток, клавиш или кнопок, связанными с ис-полнительными механизмами, соответствующими каналами по различным обобщённым координатам. На пульте управ-ления устанавливаются средства отображения информации о среде функционирования робота, в том числе и поступаю-щей к человеку по радиоканалу связи.
Полуавтоматический робот характеризуется сочетани-ем ручного и автоматического управления. Он снабжён су-первизорным управлением для вмешательства человека в процесс автономного функционирования робота путём со-общения ему дополнительной информации (указание цели, последовательности действий и т.д.).
Роботы с автономным (или автоматическим) управле-нием обычно подразделяют на производственные и научно-исследовательские роботы, которые после создания и на-ладки в принципе способны функционировать без участия человека.
По областям применения производственные роботы под-разделяют на промышленные, транспортные, строительные, бытовые и т.п.
В зависимости от элементной базы, структуры, функций и служебного назначения роботы подразделяют на три поко-ления.
1) Роботы первого поколения (программные роботы) имеют жёсткую программу действий и характеризуются на-личием элементарной обратной связи с окружающей средой, что вызывает определённые ограничения в их применении.
2) Роботы второго поколения (очувствленные роботы) обладают координацией движения с восприятием. Они при-годны для малоквалифицированного труда при изготовле-нии изделий.
Программа движений робота требует для своей реализа-ции управляющей ЭВМ. Неотъемлемая часть робота второго поколения – наличие алгоритмического и программного обеспечения, предназначенного для обработки сенсорной информации и выработки управляющих воздействий.
3) Роботы третьего поколения – это роботы с искусст-венным интеллектом. Они создают условия для полной за-мены человека в области квалифицированного труда, обла-дают способностью к обучению и адаптации в процессе ре-шения производственных задач. Эти роботы способны по-нимать язык и вести диалог с человеком, формировать в себе модель внешней среды с той или иной степенью детализа-ции, распознавать и анализировать сложные ситуации, фор-мировать понятия, планировать поведение, строить про-граммные движения исполнительной системы и осуществ-лять их надёжную отработку.
Появление роботов различных поколений не означает, что они последовательно приходят на смену друг друга. Ис-ходя их технико-экономических соображений роботы всех поколений находят свою так называемую «социальную» нишу, применительно к которой робот подвергается совер-шенствованию его функциональных назначений.
2.7.3. Техническое окружение. Опыт машиностроения и анализ многочисленных технологических процессов пока-зывает, что, как понятие СТО, так и понятие «технологиче-ская система», будучи вещественным фактором, не являются исчерпывающими, так как не отражают необходимость учи-тывать целый ряд явлений, без учёта которых технологиче-ский процесс не может состояться. По этой причине наряду с понятием «технологическая система» применяется более общее понятие «техническое окружение», которое рассмат-ривается как своеобразная инфраструктура технологическо-го процесса. Она в присутствии материальных веществ и
предметов в полной мере проявляется ещё и определённым свойством материального мира: силовым полем, магнетиз-мом, температурой, интервалом времени, положительным или отрицательным катализатором и другими свойствами материи [12]. В результате структурные вещественные эле-менты, входящие в состав технического окружения (техно-логическое оборудование, технологическая оснастка, инст-румент, приспособления), должны быть способными прояв-лять определенные явления или иные свойства материи, не-обходимые для достижения намеченной цели, а именно: для реализации запланированного технологического процесса. Так, для магнитно-импульсной штамповки комплект техни-ческого окружения должен располагать условиями для воз-никновения вихревых токов достаточной интенсивности, то есть высокой электропроводностью заготовки. Если элек-тропроводность мала, то на поверхность заготовки со сторо-ны индуктора укладывают тонкий слой металла с высокой электропроводностью (алюминий или медь). То есть вводят в техническое окружение дополнительный элемент, способ-ный вызвать дополнительное свойство материи, нужное для реализации проектируемого технологического процесса.
2.7.4. Отладка и настройка технологической системы. Присутствие в технологической системе упомянутых явлений и иных свойств материи представляется возможным рассмат-ривать как внутренние технологии формируемого техничес-кого окружения.
Опробование спроектированных технологических процес-сов, для реализации, которых требуется определённое техни-ческое окружение, всегда связано с необходимой наладкой внутренних технологий. На примере термоимпульсного уда-ления заусенцев это выглядит следующим образом,
Заусенцы образуются на пересечениях поверхностей в процессе механической обработки деталей.
Сущность прогрессивного процесса термоимпульсного удаления заусенцев состоит в том, что деталь с заусенцами помещают в герметизируемую камеру и сжигают там заряд горючей газовой смеси. Возникающий фронт пламени, омы-вая деталь, сжигает заусенцы. Особенность этого технологи-ческого процесса в том, что горючая смесь, как правило, сго-рает быстрее, чем успевают разогреться заусенцы до темпе-ратуры своего воспламенения. Эта особенность – временной период несоответствия скоростей — указывает на недостаточ-ность технического окружения для реализации термоим-пульсного процесса. Практическая применимость этого про-цесса обеспечена внесением в техническое окружение допол-нительного элемента в виде отрицательного катализатора, способного сдержать темп горения топливной смеси на вре-мя, достаточное для разогрева и сжигания заусенцев. Таким катализатором является дополнительно вводимый в камеру азот. Взамен азота сдержать темп горения топлива представ-ляется возможным за счёт дозированного сброса давления, нарастающего в камере по мере горения топливного заряда. Тогда технологическую систему надо дополнить устройством для дозированного сброса давления.
2.7.5. Влияние технологической системы на технологи-ческий процесс. Технологическую систему формируют для реализации конкретного технологического процесса.
В общем случае технологический процесс представляет собой набор способов и действий, результатом которых явля-ется получаемая продукция. В свою очередь, получаемую продукцию оценивают по ряду показателей. Основными из них являются себестоимость, производительность труда
и ряд эксплуатационных показателей (точность, качество, надёжность, степень полезного использования вводимой энергии, конкурентная способность).
2.7.5.1. Себестоимость оценивают по объёму расходов (в денежном выражении), приходящихся на каждую единицу продукции. На первичном этапе расчёта себестоимости бе-рут во внимание так называемую технологическую себе-стоимость, учитывающую только минимально необходимые расходы на производство без каких-либо неизбежных впо-следствии начислений на стоимость продукции. В таком случае структурными основными элементами для расчета технологической себестоимости (С) являются следующие расходы на единицу продукции:
– расходы М на материал для изготовления продукции;
– заработная плата З основному рабочему;
– стоимость И инструмента и необходимых приспособле-ний к нему;
– отчисления А от применяемого оборудования, отнесен-ные к единице продукции;
– стоимость Э энергии, израсходованной на единицу про-дукции;
– отчисления П от стоимости производственной площади, необходимой для создания продукции.
То есть себестоимость С является суммой перечисленных расходов:
С = М + З + И + А + Э + П.
Основной рабочий и производственная площадь не входят в перечень структурных элементов технологической системы, но являются необходимым условием для реализации техноло-гического процесса.
В настоящее время современное машиностроение распо-лагает широким ассортиментом инструмента, технологиче-ского оборудования и видов применяемой энергии. От вы-бора этих структурных элементов технологической системы зависит выбор квалификации основного рабочего (влияние на параметр З) и размеры требуемой производственной площади (показатель П), что в свою очередь предопределя-ется типоразмером требуемого технологического оборудо-вания (показатель А). Таким образом формированием техно-логической системы оказывают существенное влияние на себестоимость С изготовляемой продукции В свою очередь, несколько вариантов технологической системы, отличаю-щихся типами и типоразмерами структурных элементов, для получения одной и той же продукции могут обеспечивать одинаковую себестоимость этой продукции. В этом случае предпочтение отдают тому варианту технологической сис-темы, который сопровождается более высокой производи-тельностью труда.
2.7.5.2. Точность и качество получаемой продукции. В общем случае под точностью понимают степень соответст-вия изготовленной продукции тем условиям и требованиям, которые изложены в документации на изготовление этой продукции. В практике машиностроения степень такого со-ответствия используется в качестве критерия для оценки уровня технологической дисциплины на предприятиях (на-ряду с административной дисциплиной и ответственно-стью).
По мере необходимости понятие точность конкретизи-руют и указывают, например, точность геометрической формы, точность геометрических размеров, точность взаим-ного расположения обработанных поверхностей и т.д.
Диапазон требований, охватываемых понятием качество
обработки, достаточно широкий и многообразный. Напри-мер, при обработке металлов резанием из-за силового воз-действия инструмента на обработанной поверхности детали остаются следы инструмента в виде микронеровностей — шероховатость. Высота шероховатости зависит от инстру-мента и параметров способа резания. По этой высоте судят о качестве обработанной поверхности.
К качеству обработки относят и появления наклепа (то есть повышенной твёрдости на некоторую глубину в тело детали вдоль под обработанной поверхностью), также яв-ляющегося следствием силового воздействия инструмента на обработанную поверхность. Величину наклёпа устанав-ливают, измеряя твёрдость обработанной поверхности.
В машиностроении очень часто все точностные и качест-венные показатели получаемой продукции характеризуют единым общим понятием качество продукции. Широко распространенные в производстве приёмы контроля качества направлены на то, чтобы тиражируемые объекты производст-ва были бы между собой идентичными по основным эксплуа-тационным параметрам и характеристикам. Систематическая бурная созидательная деятельность человечества, как ни странно, замыкается всего лишь на трех создаваемых объек-тах производства. Это – вещество, предмет (устройство) и технология. Исходные для получения объекта материалы и полуфабрикаты характеризуются наличием определенных качественных характеристик, предопределяющих свойства, и количественных параметров, сопутствующих этим свойст-вам.
Соответственно, создаваемый объект тоже получает в ка-ких-то соотношениях определенное число этих характери-стик и свойств, которые получили обобщенные названия – качество и количество. Находясь в создаваемом объекте в определенном соотношении, качество и количество состав-ляют меру, то есть создаваемый объект.
Соотношение между количеством и качеством может изменяться в некотором диапазоне, который в практике на-зывают допуском на отклонения количественных и качест-венных характеристик. Тиражируемые объекты, находящие-ся в пределах этого допуска, считаются идентичными и пригодными для работы в задаваемых эксплуатационных условиях. При выходе параметров из этого допуска исход-ное соотношение качества и количества нарушается и воз-никает новая мера (новый объект). Чаще всего в инженер-ной практике этот новый объект представляет собой брак исправимый, если остается возможность довести объект до требуемой кондиции, или окончательный брак, то есть по-лучен негодный для намеченной цели объект. Во избежание брака и для повышения эксплуатационных свойств вырабо-талась система мероприятий, направленных на контроль ка-чества создаваемых объектов. Сюда вошли технические требования, виды достаточного контроля, стандартизация системы мер, проверок и применяемого технического и тех-нологического оснащения. Сущностью всех этих мероприя-тий является стремление создавать тиражируемые объекты идентичными и способными надежно обеспечивать назна-ченный ресурс работы.
Соответственно вопросу контроля качества стали уделять внимание на всех этапах создания объектов, начиная с про-ектных работ и кончая передачей объектов в эксплуатацию.
Появившаяся в обиходе компьютерная техника дала воз-можность накапливать большие объемы информации (базы данных) и на этапе проектных работ эффективно ее анали-зировать для выбора оптимальных соотношений качествен-ных и количественных параметров у создаваемых объектов. В результате предположительно выявилась возможность расширить функции контроля качества тиражируемой про-дукции, а именно: преобразовать этот контроль в один из
приемов, способствующих созданию объектов с новым уровнем свойств. Здесь имеются в виду свойства, необходи-мые и достаточные, чтобы техническое решение о создании объекта соответствовало нормам, предъявляемым к изобре-тениям.
Широкие возможности компьютерной техники явились основой для мнения о том, что именно компьютерная техни-ка придет на смену творческому коллективу проектных ор-ганизаций, создающих объекты с новым уровнем свойств по сравнению с аналогами.
Однако статистика показывает, что бесспорной оказалась только резко возросшая производительность проектных ра-бот, а количество технических решений, полученных на ос-нове системы автоматического проектирования (САПР) в проектных организациях и закрепляемых патентами на изо-бретение объектов с новым уровнем свойств, заметно мень-ше, чем в организациях, дополнительно располагающих мощной экспериментальной базой. Это объясняется, по крайней мере, двумя основными причинами.
1) Мощность любого банка данных никогда не может быть исчерпывающей, потому что производство как одна из составляющих материального мира под активным воздейст-вием человека развивается постоянно и достаточно стреми-тельно, всегда опережая скорость восполнения банков дан-ных.
2) Новый уровень свойств создаваемого объекта никогда не является простым сложением количественных и качест-венных параметров, характерных для исходных компонент создаваемого объекта. Поэтому предварительные расчетно-теоретические прогнозы, как правило, не подтверждаются экспериментально. Это относится, прежде всего, к тем объ-ектам, новизна которых состоит в качестве, предопреде-ляющем новый принцип действия.