Понятие о технологическом процессе производства. Технологический процесс

В зависимости от условий производства и назначения ТП можно выделить ТП для изготовления одного или нескольких изделий. В связи с этим, в соответствии с классификацией технологических процессов, по назначению можно выделить единичный и унифицированный (типовой или групповой) технологические процессы.

Классификация технологических процессов

Единичные — это ТП изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства.

Типовые технологические процессы

Типовой ТП – это ТП изготовления группы изделий, для которых содержание и последовательность большинства технологических операций и переходов совпадают. Они применяются как информационная база для разработки единичных ТП, а также стандартов на типовые ТП. Автором идеи типизации технологии был профессор А.П. Соколовский.

Типизация ТП базируется на классификации деталей по признакам общности конфигурации и сходства технологических процессов. Например, проф. А.П. Соколовский выделял следующие классы деталей: валы, оси, втулки, диски, плиты, станины, рамы и т. д. Типизация ТП позволяет обобщить существующие передовые ТП, распространять опыт внедрения прогрессивной оснастки, инструмента. Эта идея внедрена на многих предприятиях. Множество форм технологических процессов позволяет максимально описать процесс производства.

Групповой технологический процесс

Согласно классификации технологических процессов, групповой ТП – процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Автор групповой технологии — проф. С.П. Митрофанов. Групповая технология развитием идей типизации и ставит своей задачей такое построение технологии изготовления или сборки изделий, при которой резко снижаются затраты времени на переналадку оборудования. В основе групповой технологии также возложена классификацию изделий и комплектования групп. Но конструктивная сходство изделий при этом является вторичной признаку. При групповой технологии технологический процесс проецируется на комплексную деталь, есть или реально существующей наиболее сложной деталью группы, или искусственно создается как деталь, содержащую все поверхности отдельных деталей группы, например (см. Рисунок 1.10). Комплексная деталь — А.

Разработан для комплексной детали ТП является, как правило, избыточным для конкретных деталей, так как может содержать технологические операции и переходы для обработки отсутствующих у нее поверхностей. На основе группового ТП разрабатывают единичные технологические процессы путем исключения из группового лишних операций и переходов, уточняя технологическую оснастку. На этом принципе построен одно из направлений САПР ТП — проектирование единичных технологических процессов на основе унифицированного.

Рисунок 1.10 — Схема формирования комплексной детали

По уровню достижений науки и техники ТП можно классифицировать на рабочие и перспективные.

Рабочий — это ТП выполняемый при рабочей документацией, отражающей возможности конкретного производства.

Перспективный — это ТП, соответствует техническим решениям, которые полностью или частично еще должны быть внедрены на предприятии (новые станки, способы обработки, оснащение и др.).

Временный — это ТП, применяемый на предприятии в течение ограниченного периода из-за ремонта оборудования, оснастки или в связи с аварией.

Комплексный — это ТП, который содержит не только технологические операции, но и операции перемещения, контроля, очистки заготовок и т. Д.

Формы технологической документации

Все перечисленные в классификации технологических процессов ТП могут быть разработаны с разной степенью детализации технических решений. В зависимости от этого технологические процессы записывают на различных формах бланков технологической документации. Наиболее распространенными из них являются: маршрутные карты (МК), карты технологического процесса (КТП), операционные карты (ОК), карты эскизов (КЭ).

Виды описания технологических процессов

Согласно ГОСТ 3.1109-82 могут быть выполнены следующие виды описания технологических процессов:

Маршрутный технологический процесс – форма технологической документации, представляет собой краткое описание на бланках МК всех технологических операций в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов. При этом указываются номера и наименования операций, применяемое оборудование, разряд работы, норма времени на выполнение операции. Применяется как самостоятельный документ в единичном, мелкосерийном и опытном производствах.

Маршрутно-операционный технологический процесс предполагает как краткое описание всех операций в последовательности их выполнения. Но при этом наиболее сложные операции выкладывают до уровня переходов с указанием получаемых размеров и режимов обработки. Такое описание выполняется на бланках КТП или МК. Для описанных на уровне переходов операций оформляют карты эскизов на бланках КЭ. Такое описание применяется в единичном, мелкосерийном, среднесерийном и даже в опытном производстве для сложных деталей.

Карты эскизов — технологический документ, на котором изображают заготовку в положении обработки на данной операции, проставляют условными обозначениями схему ее базирования с указанием формы учредительных элементов приспособления и количеством лишенных при этом степеней свободы, а также получаемые на данной операции размеры с допусками, шероховатость поверхностей и другие технические требования.

Операционный технологический процесс содержит описание всех технологических операций на уровне переходов с указанием применяемого оснащения (приспособления, режущих, вспомогательных и измерительных инструментов), а также режимов обработки, основной, вспомогательный и искусственный времена. Выполняется на бланках ОК. Операционное описание технологических процессов всегда дополняется маршрутным описанием и картами эскизов. Применяется в серийном и массовом производствах, а для особо сложных деталей — и в более мелких типах производства.

Слово «технология» в переводе с греческого языка означает наука о производстве. По классическому определению технологией называют науку, которая изучает способы и процессы получения (производства) сырья и его переработки сырья в предметы потребления и средства производства для человека. Важным признак современной технологии является то, что она изучает преимущественно методы массового производства. В современных условиях технологизация различных сторон производственной деятельности стремительно возрастает, в то же время глубоких изменений претерпевает само понятие технологии. Современный уровень производства наполняет его новым содержанием.

Технология — это процесс последовательного изменения состояния, свойств, структуры, формы и других характеристик предметов труда с целью изготовления определенной продукции. В современном обществе применяются различные предметы труда, различные производства, а, следовательно, различные виды технологий. Технология — это наука о наиболее экономичных способах и процессах производства продукции, а также предоставления услуг.

Процесс — это развитие определенного явления, последовательная смена стадий, этапов, операций (видов деятельности), которые осуществляются над исходными материалами, увеличивая их ценность, и приводят к определенному результату. Ценность исходного материала увеличивается за счет применения квалифицированного труда и знаний.

Технологический процесс — это совокупность операций по использованию сырья и материалов и изготовления готовой продукции. Каждый технологический процесс можно разделить на типовые технологические цепи или операции и представит технологическую схему.

Основными принципами проектирования и организации технологических процессов являются следующие:

Специализация — повышение однородности технологии производства через сознательное ограничение разнообразия операций;

Пропорциональность — согласованность пропускной (производственной) способности производственных подразделений, отдельных стадий производственного процесса;

Параллельность — одновременное выполнение отдельных операций и процессов с целью их совмещения во времени;

Прямолинейность — на всех стадиях и операциях технологического процесса предметы труда должны передвигаться по кратчайшим маршрутам;

Непрерывность — минимизация пробелов в структуре технологического цикла в дискретном производстве путем синхронизации операций, внедрение прогрессивных методов оперативного управления производством;

Ритмичность — обеспечение работы всех подразделений предприятия по определенным ритмом и с планомерной повторяемостью для равномерного (в одинаковые промежутки времени) производства продукции;

Автоматичность — экономически обоснованное освобождение человека от непосредственного участия в выполнении операций технологического процесса;

Гибкость — оперативная адаптация технологического процесса к переходу на изготовление другой продукции;

Гомеостатичність — способностью технологической системы стабильно выполнять свои функции в пределах допустимых отклонений.

Производственный процесс невозможен без реализации одного или нескольких технологических процессов. Технологический процесс является частью производственного процесса, охватывает действия, направленные на изменение состояния предмета труда. Для осуществления технологического процесса составляется схема, в которой описываются все технологические операции по производству продукции или создания определенного вида услуг.

Технологический процесс представляет собой совокупность менее сложных процессов, называются стадиями, или операциями.

Каждый технологический процесс можно изобразить в виде технологической схемы — последовательного описания или изображения процесса и соответствующего оборудования, устройств, оборудования. Заведения ресторанного хозяйства пользуются стандартами на выполнение технологических схем.

Технологические процессы, обеспечивающие преобразование материалов на готовую продукцию, называются основными. То технологические процессы, которые обеспечивают качественное выполнение основных процессов, операций, их используют для обслуживания основного производства, называются вспомогательными. Например, транспортировка, упаковка готовой продукции и т.д.

Технологические процессы проектируют. Процесс проектирования технологических процессов является одним из важнейших этапов любого производства. Именно на этапе проектирования выбирается наиболее эффективный технологический процесс.

Основными технико-экономическими показателями, на основании которых определяют эффективность каждого технологического процесса, расхода сырья и энергии на единицу продукции; капитальные затраты на организацию производства; производительность оборудования (процесса); качество и себестоимость продукции; интенсивность процесса, степень его механизации и автоматизации.

Любой технологический процесс можно рассматривать как систему, имеет входы (состав сырья, его количество и т.д.) и выходы (готовая продукция, сырье, количество, качество и другие параметры).

Различают производственный процесс и технологический процесс. Производственный процесс включает в себя все без исключения работы, связанные с изготовлением изделий на предприятии. В производственный процесс входят обработка материала (сырья) с целью превращения его в изделия (продукцию), выпускаемые заводом; работы по доставке, хранению и распределению сырья; изготовление и ремонт инструментов: ремонт оборудования; снабжение электроэнергией, светом, теплом, паром и т. д.
Технологический процесс охватывает работы, непосредственно связанные с превращением сырья в готовую продукцию. Технологический процесс — основная часть производства (производственного процесса).
Технологический процесс состоит из целого ряда производственных операций, которые выполняются в строго определенной последовательности. Производственной операцией называется часть технологического процесса, выполняемая на определенном рабочем месте определенным инструментом или на определенном оборудовании.
Операции следуют в технологическом процессе в строго установленном порядке. Например, за разметкой следует раскрой досок на заготовки для деталей, далее идет строгание, оторцовывание, выработка шипов, выдалбливание гнезд и т. д. Никто не станет запиливать шипы у нестроганых деталей или шлифовать деталь, прежде чем ей не придана окончательная форма строганием.
Степень пооперационной расчлененности технологического процесса зависит от объема работы по изготовлению данного изделия, от количества рабочих, занятых изготовлением изделия, от размеров производственного помещения (рабочей площади), от характера оборудования рабочих мест и других условий производства. Самым глубоким расчленением технологического процесса на операции нужно считать такое, когда каждая операция выполняется за один прием без смены инструмента. Чем меньше операция, тем она проще и доступнее для выполнения. Поэтому, чем глубже пооперационное расчленение технологического процесса, тем выше производительность труда и меньше потребность в высокой квалификации работающих.
Технологический процесс может быть общим на изготовление всего изделия или охватывать, например, только операции обработки деталей, только операции сборки или операции отделки изделий.
Не следует смешивать технологический процесс с технологией производства. Под технологией производства нужно понимать не только последовательность выполняемых операций, но также приемы и способы выполнения этих операций. Технология производства должна строиться на основе новейших достижений науки и техники, с учетом опыта работы новаторов и рационализаторов.
Место в производстве, на котором выполняется какая-либо производственная операция, называется рабочим местом. Установленные на рабочем месте станки, механизмы, стационарные приспособления, т. е. приспособления постоянные, укрепленные неподвижно, составляют оборудование рабочего места.
От того, как организовано рабочее место, от обеспеченности его инструментами и приспособлениями, от расположения материалов, инструментов и приспособлений относительно постоянного оборудования рабочего места и относительно самого рабочего, от подготовленности оборудования, инструмента и материалов к работе, от качества ухода за рабочим местом и оборудованием — от всего этого зависит производительность труда и качество продукции.
В столярном производстве, как и всюду в промышленности, технологический процесс подразделяется соответственно делению производства на цехи. Основными цехами являются раскройный, сушильный, машинный, клеильный, сборочный и отделочный.
Далее следуют цехи подсобные и обслуживающие. Обслуживающим считается, например, механический (металлообрабатывающий) цех с пило-ножеточной мастерской.
В пределах цеха технологический процесс делится на стадии обработки. Например, стадии технологического процесса в сборочном цехе — это сборка узлов, сборка комбинатов, зачистка и обработка собранных элементов, сборка всего изделия. Стадии технологического процесса в отделочном цехе: отделочная подготовка, начальная и промежуточная отделка, сушка, окончательная отделка.
Деление технологического процесса соответственно цехам позволяет:
1) наиболее рационально оборудовать каждый цех станками, еханизмами, приспособлениями, соответственно характеру выполняемых в нем работ;
2) создать в цехе наилучшие условия труда с учетом особенностей работы в нем;
3) приспособить помещение и оборудование цеха к выполнению работ в соответствии с требованиями техники безопасности, охраны труда и противопожарной охраны, предъявляемыми к этим видам работ;
4) наиболее оперативно и квалифицированно руководить работой цеха, полнее осуществлять качественный контроль за работой;
5) рационально организовать рабочие места.
Разделение технологического процесса по стадиям обработки позволяет:
1) разместить в наилучшей производственной последовательности станки, механизмы и другое оборудование, обеспечить механизированную подачу к ним материалов;
2) организовать труд бригадами и звеньями.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВА СТОЛЯРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Популярные статьи

Технологические процессы по уровню обобщения делятся на два вида: единичный и типовой.

Единичный технологический процесс применим только для изго­товления одного конкретного изделия, а типовой технологический про­цесс — для изготовления группы схожих изделий.

Единичный технологический процесс — это процесс изготовления или ремонта изделия одного наименования, типоразмера и исполнения, независимо от типа производства.

К преимуществам единичного технологического процесса относят­ся, с одной стороны, возможность учета всех особенностей данного изде­лия, а с другой стороны, наиболее эффективного изготовления изделия за счет учета конкретных производственных условий (имеющегося техно­логического оборудования, приспособлений, инструментальной оснаст­ки, квалификации рабочих и т. п.).

Наряду с преимуществами единичный технологический процесс имеет и недостатки. Для его разработки требуются большие затраты вре­мени и труда.

Затраты времени на разработку технологического процесса могут во много раз превышать затраты времени на его осуществление. Если изго­тавливается большое число изделий, то доля затрат времени на разработ­ку технологического процесса, приходящаяся на одно изделие, будет не­значительной, но при небольшом выпуске изделий эта доля резко возрас­тет. В этом случае разрабатывают укрупненный технологический про­цесс, например, создают лишь маршрутное описание технологического процесса, в которое включают последовательность операций и оборудо­вание, но без указаний переходов и режимов процесса. Все остальное предоставляется решать непосредственно рабочему, который должен иметь соответствующую квалификацию. По мере роста объема выпус­каемой продукции разработку технологического процесса проводят более подробно.

В единичном высокая продолжительность разработки технологического процесса нередко входит в противоречие с продолжи­тельностью самого процесса. Чем тщательней и подробней разрабатыва­ется единичный технологический процесс, тем больше времени требуется для его разработки и тем выше должна быть квалификация технолога. Однако в определенных условиях затраты времени на разработку процес­са становятся значительно больше затрат времени на его осуществление Иллюстрацией такого положения может служить технологический про­цесс изготовления деталей на станке с ЧПУ, где его разработка отличает­ся большой тщательностью и подробностью. Так, к примеру, документа­ция технологического процесса изготовления детали на станке с ЧПУ содержит карту наладки, операционно-техническую карту, схему движе­ния инструментов, операционную расчетно-техническую карту, карту программирования, чертежи специального инструмента и оснастки. Все это приводит к росту трудоемкости разработки операции; например, только разработка управляющей программы и ее отладка для деталей высокой сложности требует нескольких рабочих дней технолога-програм­миста, в то время как обработка небольшой партии таких деталей может уложиться в одну рабочую смену.

Проектирование единичного технологического процесса отличается большим числом возможных решений по каждому изделию, подлежаще­му изготовлению. Поэтому в условиях единичного производства при сравнительно малом времени, отводимом на разработку процесса, воз­можность подкрепления принимаемых решений объективными технико- экономическими расчетами очень ограничена.

В массовом производстве высокая трудоемкость тщательной разра­ботки единичного технологического процесса оказывается оправданной, так как ее величина несопоставимо мала по сравнению с трудоемкостью изготовления всего объема изделий данного наименования. Оправдыва­ет себя в массовом производстве и применение специального оборудо­вания, оснастки, отличающиеся высокопроизводи ч-льными рабочими процессами.

Недостатки еДИНИЧНОЙ ТеХНОЛОГИИ В массовом ПрОИЗВОДС і І. Н» проявляются в большой длительности технологической подго: производства, обусловленной необходимостью создания специальных технологических средств.

Широкое применение единичной технологии в масштабе всего ма­шиностроительного производства страны приводит к большим потерям. Дело в том, что в среднем изготавливаемые изделия состоят примерно на 70 % из общемашиностроительных узлов и деталей, близких по своему конструктивному строению. Но на тысячах машиностроительных пред­приятий их изготавливают по единичным технологическим процессам, мало отличающимся по эффективности друг от друга, но зачастую ис­пользующим оригинальную оснастку, а в крупносерийном и массовом производстве — и оригинальное технологическое оборудование. При этом прогрессивные высокоэффективные решения, разработанные на каком — либо одном предприятии и потребовавшие больших затрат труда, теря­ются в огромном разнообразии разработок и практически не находят применения на других предприятиях.

Все перечисленные негативные стороны единичной технологии по­служили причиной поиска нового вида технологии, свободной от этих недостатков. Первым шагом в этом направлении явилась разработка ти­повой технологии, когда в 30-е годы XX века проф. А. П. Соколовский 1111 высказал идею типизации технологических процессов.

Типовой технологический процесс характеризуется единством со­держания и последовательности большинства технологических операций для группы изделий с общими конструктивными признаками.

В основе типовой технологии лежит классификация изделий на классы — подклассы — группы — подгруппы — типы. Тип представляет со — |><>й группу схожих изделий, среди которых выбирается типовой представитель, обладающий наибольшей совокупностью свойств изде — Iіий, вошедших в эту группу. На типовой представитель разрабатывается пшовой технологический процесс, по которому осуществляется изготов — неиие всех изделий этого типа. В случае отсутствия в конкретном изде — ііии гой или иной характеристики (например, какой-то поверхности) при (ииработке рабочего процесса соответствующая операция из типового процесса исключается.

Тем самым типовой процесс в определенной степени разрешает противоречие между большими затратами времени на разработку процесса и малыми сроками на изготовление изделия, так как затраты времени на разработку рабочего технологического процесса для изготов­ления конкретного изделия резко сокращаются. Разрабатывая на группу деталей, близких по своему конструктивному оформлению, один типовой процесс, можно разработать более совершенный процесс, так как на его проектирование можно затратить больше времени и средств. Пользуясь типовым процессом, рабочий технологический процесс на деталь из группы будет разработан достаточно быстро и качественно.

Типовые процессы позволяют избегать повторных и новых разрабо­ток при проектировании рабочих технологических процессов, вследствие чего облегчается труд технолога и сокращаются затраты времени на раз­работку.

Важное обстоятельство: типовой технологический процесс, приоб­ретая универсальность, одновременно теряет черты индивидуальности. Действительно, типовой технологический процесс изготовления деталей разрабатывается под группу конструктивно схожих деталей, вошедших в один тип. По этому типовому процессу изготавливаются все детали группы, несмотря на то, что они чем-то отличаются друг от друга. В этом и заключается универсальность типового технологического процесса.

Потеря индивидуальности типового процесса заключается в том, что он не учитывает отмеченные выше различия, специфику изделий, во­шедших в один тип. Как известно, в каждом типе из группы деталей вы­бирают типовую деталь, которая отличается наиболее часто встречаю­щимися конструктивными формами, размерами, требованиями к точно­сти и другими показателями качества. Типовая деталь, как правило, наи­более сложная из всех деталей, вошедших в данный тип. Поэтому если бы для каждой детали из этой группы разработать единичный технологи­ческий процесс, то он был бы более эффективным, чем типовой процесс, так как он учитывает все особенности детали (иными словами, потеря индивидуальности не позволяет типовому процессу стать оптимальным для каждой детали данной группы).

Чем больше изделия в группе отличаются по своему конструктив­ному оформлению и требованиям к качеству, тем сильнее отличается типовой процесс от оптимального. Это является одним из ограничений расширения группы изделий под один типовой технологический процесс. В результате изготавливаемые изделия приходится делить на большее число типов, что приводит к росту числа типовых процессов и снижает эффективность типизации.

В целом типовая технология способствует:

1) сокращению разнообразия технологических процессов и внесе­нию однообразия в изготовление сходных изделий:

2) внедрению и распространению передового опыта и достижений науки и техники;

3) упрощению разработки рабочих технологических процессов и сокращению затрат времени на их разработку;

4) сокращению разнообразия средств технологического оснащения технологических процессов;

5) разработке новых высокоэффективных технологических процессов.

Эффективность единичной и типовой технологий будет разной в за­висимости от типа производства. В массовом производстве эффективнее применять единичный технологический процесс, так как он позволяет создать оптимальный технологический процесс, дающий в итоге высокий суммарный экономический эффект.

По мере роста разнообразия выпускаемых изделий, снижения се­рийности их выпуска, величин партий увеличиваются потери времени, связанные с частыми переналадками технологического оборудования и оснастки. В итоге снижается эффективность производства, повышается себестоимость изготовления изделий. И чем шире выпускаемая номенк­латура изделий и меньше их серийность, тем ниже эффективность произ­водства.

В этих условиях возникла задача группирования изделий, отличаю­щихся однородностью технологии изготовления, что позволяет снизить число переналадок оборудования и увеличить размеры партий, посту­пающих на обработку.

В результате решения этой задачи появился новый вид технологии — групповая технология, основоположником которой является проф. С. П. Митрофанов .

Если типовая технология направлена на сокращение трудоемкости технологической подготовки производства, повышение эффективности технологических процессов и распространение прогрессивных решений, го групповая технология предназначена для повышения эффективности производственного процесса.

Групповой технологический процесс — это процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологиче­скими признаками.

Групповой процесс нашел применение в мелкосерийном и серийном производстве. Принципиальная сущность групповой технологии заклю­чается, прежде всего, в группировании изделий в технологические груп­пы по технологическому подобию.

Групповой технологический процесс разрабатывают на комплексное изделие. В отличие от типового изделия комплексное изделие является «собирательным», часто не существующим в действительности, объеди­няющим в себе черты большинства изделий, вошедших в группу. Для комплексного изделия разрабатывается технологический процесс и все изделия этой группы, будучи, как правило, проще комплексного изделия, изготовляют по данному технологическому процессу, пропуская отдель­ные технологические переходы. Все изделия, закрепленные за этим тех­нологическим процессом, изготовляют партиями.

В качестве комплексного изделия технологической группы служит какое-то изделие из группы или искусственно созданное изделие. Напри­мер, комплексная деталь формируется следующим образом: берется наи­более сложная деталь, которая включает все поверхности других деталей и, если она не содержит всех поверхностей, содержащихся в других дета­лях группы, то к ней искусственно добавляют недостающие поверхности.

Различают групповую операцию и групповой технологический процесс. Групповая технологическая операция разрабатывается для вы­полнения технологически однородных работ при изготовлении группы изделий на специализированном рабочем месте при условии возможно­сти частичной подналадки технологической системы. Групповой техно­логический процесс представляет собой комплекс групповых технологи­ческих операций, выполняемых на специализированных рабочих местах в последовательности технологического маршрута группы изделий, эле­ментов.

Применение групповой технологии особенно эффективно тогда, ко­гда на ее основе в серийном и мелкосерийном производствах удается создать групповые поточные или даже автоматические линии изготовле­ния изделий или деталей отдельных групп. Создание подобных линий обычно основано на сочетании принципов типизации технологических процессов и групповой обработки, т. е. когда применяется типовой маршрут (например, при обработке заготовок по отдельным групповым операциям, выполняемым на станках с групповыми настройками, и при широком использовании групповых переналаживаемых приспособ­лений).

Применение групповой технологии тем эффективней, чем больше технологическая группа.

При внедрении групповой технологии возникают трудности, свя­занные с организацией больших технологических групп не только в связи со сложностью в построении групповых наладок и приспособлений, но и из-за необходимости учета календарного планирования по выпуску изделий.

Изделия, изготавливаемые по групповой технологии, хотя и похожи, но имеют и различия, поэтому за редким исключением избавиться полно­стью от переналадки оборудования не удается.

По мере расширения номенклатуры деталей в группе при разработке групповой наладки возрастают ее сложность, количество позиций и время простоя инструментальных позиций. Это ограничивает номенкла­туру деталей в группе приводит к росту числа групп и, следовательно, увеличению числа групповых технологических процессов (операций).

Групповая технология оправдывает себя при условии многократного повторения выпуска данной технологической группы изделий. Если по­вторяемость отсутствует или незначительна, то дополнительные затраты на технологическую подготовку, которые значительно выше по сравнению с единичной технологией, себя не окупают (примером эффек­тивного применения групповой технологии может служит авиационная промышленность, где имеет место высокая повторяемость групп).

Практика внедрения типовых и групповых технологических процес­сов показывает, что, несмотря на очевидные преимущества, доля их вне­дрения невысока и до сих пор доминирует единичная технология. Одной из главных причин этого является недосток классификации изделий на типы, группы, которыми пользуются при разработке типовых и группо­вых процессов. Анализ этих классификаций показывает, что в обоих слу­чаях в явном или неявном виде в качестве отличительных признаков вы­ступают не конструктивные, а технологические характеристики. Это приводит к тому, что на предприятиях, различающихся составом техно­логических средств и квалификацией работников, одна и та же номенкла­тура изделий будет разбита на разные группы. С другой стороны, стоит изменить на предприятии применяемую технологию и оборудование, как придется изменять типы и группы. Чтобы свести к минимуму эти недос — іатки, надо классифицировать изделия на группы не по технологическим, а конструктивным признакам, что позволит сократить разнообразие ти­повых и групповых процессов и расширить область их применения. Под­водя итог анализу различных видов технологического процесса, можно отметить следующее: применение единичного процесса позволяет разра­батывать оптимальные процессы, но это приводит к большим затратам времени на их разработку;

Применение типового технологического процесса снижает объем и сроки технологической подготовки производства, но не обеспечивает оптимального процесса для каждой детали одного типа;

Применение группового технологического процесса хотя и увеличи­вает размер партии, но требует повторяемости выпуска изделий, что су­щественно снижает область его эффективного применения.

Все три вида технологии не обладают гибкостью, так как не позво­ляют изменять в случае надобности маршрут.

Одной из главных причин недостатков всех видов технологических процессов является описание изделия на геометрическом уровне, когда деталь представляется совокупностью элементарных геометрических поверхностей, а сборочная единица — совокупностью деталей как геомет­рических тел.

Это приводит к тому, что технолог, разрабатывая технологический процесс, стремится изготавливать на операциях такие совокупности по­верхностей, которые позволяют достичь наибольшей производительно­сти. Однако при этом часто нарушаются связи между поверхностями, обусловленные совместным выполнением функций детали. В результате, во-первых, появляется многовариантность технологического процесса из — за большого числа комбинаций поверхностей, изготавливаемых на опе­рациях, а во-вторых, из-за изготовления функционально связанных по­верхностей на разных операциях возникают сложные технологические размерные связи, приводящие к необходимости введения дополнитель­ных операций.

Все это приводит к необоснованному разнообразию технологиче­ских процессов, повышению трудоемкости их разработки, вызывают трудности в типизации технологических процессов и в группировании деталей при разработке групповых процессов.

Если же деталь описывать функциональными блоками в виде моду­лей поверхностей, объединенных совместным выполнением служебных функций, то геометрический признак становится вторичным, а элемен­тарные поверхности входят в состав модулей поверхностей и не являются самостоятельными объектами при разработке технологических процессов.

Учитывая ограниченную номенклатуру МП и их высокую повто­ряемость, можно существенно снизить разнообразие технологических операций по составу изготавливаемых МП. В итоге упростится разработ­ка технологических процессов, их типизация и группирование деталей при использовании групповых процессов.

Все изложенное справедливо и для сборочных технологических процессов, если сборочную единицу рассматривать как совокупность модулей соединения.

С целью реализации изложенных преимуществ описания изделия как совокупности МП и МС, следует рассматривать построение техноло­гического процесса как компоновку из модулей изготовления МП (МС), входящих в состав детали (сборочной единицы).

В связи с этим процесс получил название модульного технологиче­ского процесса, соответственно он может быть единичным, типовым, групповым процессом, и представляет собой результат дальнейшего со­вершенствования методики разработки технологических процессов, на­чиная с описания изделия.

Модульный технологический процесс — это технологический про­цесс, построенный из модулей процессов изготовления МП или МС, вхо­дящих в состав изготавливаемого изделия. В основе модульного техноло — I ического процесса лежит объективное существование МП и МС, яв — ияющихся конструктивными элементами изделий. Узкая номенклатура и ограниченное число описывающих их характеристик открывает путь к іипизации конструктивных решений МП, МС. унификации их характе­ристик и на этой основе разработке модулей технологического обеспече­ния изготовления МП и получения МС.

В состав модулей технологического обеспечения входят модули технологического процесса (МТИ) изготовления МП и сборочного про­цесса (МТС) получения МС, модули технологического оборудования (МО), инструментальной наладки (МИ), технологических баз (МТБ), приспособления (МПр) и контрольно-измерительного устройства (МКИ).

Поскольку модульное технологическое обеспечение разрабатывает­ся иод типовые МП и МС с унифицированными характеристиками, то оно отличается высоким уровнем обобщения, следовательно, широкой областью применения,

Имея технологическое обеспечение на модульном уровне, модуль­ный технологический процесс изготовления, например, детали, строится і недующим образом. Сначала определяется последовательность форми­рования из заготовки всех МП детали, затем из банка данных вызывают — i >1 МТИ, МТБ, МО, МИ, МПр, МКИ, необходимые для изготовления ка­ждого МП, затем МТИ объединяются в операции.

Модульный технологический процесс объединяет в себе преимуще — | іва единичного, типового и группового технологических процессов. Действительно, модульный технологический процесс разрабатывается так же, как и единичный технологический, учитывающий все особенно сти изделия. Однако в отличие от единичного процесса трудоемкость его разработки невысока, так как он строится методом компоновки из имею­щихся модулей технологического обеспечения.

Идея типизации в модульном технологическом процессе реализует­ся на уровне модулей технологического обеспечения, при этом типизация осуществляется более эффективно, так как модули МП и МС в отличие от изделий описываются небольшим числом характеристик.

Например, даже сравнительно простая деталь содержит десятка два поверхностей и имеет большое разнообразие вариантов конструктивного решения. При этом требования к точности и качеству поверхностного слоя у поверхностей такой детали может быть различным, что еще боль ше увеличивает ее разнообразие. В итоге для изготовления такого мно жества деталей потребуется большое число типовых технологических процессов.

В отличие от детали МП одного наименования имеет меньшее число вариантов конструктивного решения, содержит, за редким исключением, не более трех поверхностей, что существенно снижает разнообразие МГ1 и уменьшает число типовых модулей технологического процесса.

Идея групповой технологии, заключающаяся в организации техно­логических групп из разных изделий, в условиях модульной технологии решается наилучшим образом. Дело в том, что в силу ограниченной но­менклатуры МП и МС сравнительно просто формировать технологиче­ские группы даже в условиях единичного производства, т. е. не требуется повторяемость выпускаемых изделий.

И в заключение отметим, что модульный технологический процесс приобретает некоторую гибкость, позволяя в ограниченных пределах изменять последовательность операций. Это объясняется тем, что в тра­диционных технологических процессах функционально связанные по­верхности детали могут изготавливаться на разных операциях. Например, такие поверхности детали, как торец, отверстие и шпоночный паз, обра­зующие комплект баз (МПБ311), могут изготавливаться на разных опе­рациях. В результате между операциями возникают сложные размерные связи, которые нарушаются при изменении последовательности опера ции, что может привести к браку. Поэтому изменение разработанного маршрутного процесса недопустимо. В модульном же технологическом процессе функционально связанные поверхности детали всегда объеди­нены соответствующим модулем и изготавливаются на одной операции. Это существенно упрощает размерные связи технологического процесса, делает их прозрачными, что позволяет сравнительно просто определять возможность изменения маршрута обработки.

Принципы построения модульных технологических процессов по — июляют по-новому строить машиностроительное производство, в основе которого лежит сквозное применение модульного принципа по всей про­изводственной цепочке: изделие — технологические процессы — техноло­гические системы — организация производственного процесса.

Первые достоверно известные технологические процессы были разработаны в древнем Шумере — на глиняной табличке клинописью был описан по операциям порядок приготовления пива. С тех пор способы описания технологий производства продуктов питания, инструментов, домашней утвари, оружия и украшений — всего, что изготавливало человечество, многократно усложнились и усовершенствовались. Современный технологический процесс может состоять из десятков, сотен и даже тысяч отдельных операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той или иной технологии- это непросто выбор тех или иных станков, инструмента и оснастки. Нужно также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и финансовых показателей.

Определение и характеристика

ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс — это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего , включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.

Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы. При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними.

Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:

• Маршрутная карта — описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
• Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
• Технологическая карта — документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка.

Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том.

Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:

• Цикл технологической операции — длительность (измеряется в секундах, часах, днях, месяцах) операции, повторяющейся с определенной периодичностью. Отсчитывается от момента начала операции до момента ее окончания. Длительность цикла не зависит от числа заготовок или деталей, обрабатываемых одномоментно.
• Такт выпуска изделия – промежуток времени, через который выпускается это изделие. Рассчитывается как отношение времени, за которое выпускается определенное количество изделий, к этому количеству. Так, если за 20 минут было выпущено 4 изделия, то такт выпуска будет равен 20/4=5 минут/штуку.
• Ритм выпуска – величина, обратная такту, определяется как число изделий, выпускаемых в единицу времени (секунду, час, месяц и т.п.).

В дискретном производстве такие характеристики технологических процессов не находят применения ввиду малой повторяемости изделий и больших сроков их выпуска.

Производственная программа — представляет собой список названий и учетных номеров выпускаемых изделий, причем для каждой позиции приводится объемы и сроки выпуска.

Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:

• Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
• Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
• Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
• Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
• Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Виды техпроцессов

Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам.

По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:

• единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
• типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
• групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.

По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:

• Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
• Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий — лидеров отрасли.

По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:

• Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
• Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.

Существуют и другие классификации видов технологических процессов.

Этапы ТП

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства различают такие этапы написания технологического процесса, как:

• Сбор, обработка и изучение исходных данных.
• Определение основных технологических решений.
• Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования целесообразности).
• Документирование техпроцесса.

Трудно с первого раза найти технологические решения, обеспечивающие и плановые сроки, и необходимое качество, и плановую себестоимость изделия. Поэтому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный.

Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют основные этапы разработки технологического процесса до тех пор, пока не достигнут требуемых планом параметров.

Сущность технологического процесса

Процессом называют изменение состояния объекта под воздействием внутренних или внешних по отношению к объекту условий.

Внешними факторами будут механические, химические, температурные, радиационные воздействия, внутренними — способность материала, детали, изделия сопротивляться эти воздействиям и сохранять свою исходную форму и фазовое состояние.

В ходе разработки техпроцесса технолог подбирает те внешние факторы, под воздействием которых материал заготовки или сырья изменит свою форму, размеры или свойства таким образом, чтобы удовлетворять:

• техническим спецификациям на конечное изделие;
• плановым показателям по срокам и объемам выпуска изделий;

За долгое время были выработаны основные принципы построения технологических процессов.

Принцип укрупнения операций

В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.

Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.

Особенно важно это для крупногабаритных и сложных деталей, установка которых отнимает много времени.

Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Принцип расчленения операций

Операция разбивается на ряд простейших переходов, наладка режимов работы обрабатывающего оборудования выполняется единожды, для первой детали серии, далее оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах.

Такой подход эффективен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной конфигурации изделий.

Принцип дает существенный эффект снижения относительной трудоемкости за счет улучшенной организации рабочих мест, совершенствования у рабочих навыка однообразных движений по постановке-снятию заготовок, манипуляций с инструментом и оборудованием.

Абсолютное число установок при этом растет, но сокращается время на настройку режимов оборудования, за счет чего и достигается положительный результат.

Чтобы получить этот положительный эффект, технологу придется позаботиться о применении специализированной оснастки и приспособлений, позволяющих быстро и, главное, точно устанавливать и снимать заготовку. Размер серии также должен быть значительным.

Обработка дерева и металла

На практике одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и того же материала можно изготовить разными, иногда сильно отличающимися друг от друга методами.

На этапе конструкторско-технологической подготовки производства конструкторы и технологи совместно прорабатывают несколько вариантов описания технологического процесса, изготовления и последовательности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по ключевым показателям, насколько полно они удовлетворяют:

• техническим условиям на конечный продукт;
• требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
• финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

На следующем этапе проводится сравнение этих вариантов, из них выбирается оптимальный. Большое влияние на выбор варианта оказывает тип производства.

В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В этом случае выбирается вариант с минимальными издержками на разработку и создание специальной оснастки, инструмента и приспособлений, с максимальным задействованием универсальных станков и настраиваемой оснастки. Однако исключительные требования к точности соблюдения размеров или к условиям эксплуатации, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут вынудить применять и специально изготовленную оснастку, и уникальные инструменты.

При серийном же выпуске процесс производства разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Технологический процесс оптимизируют с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и приспособлениями, позволяющими сократить непроизводительные потери времени хотя бы на несколько секунд. В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный экономический эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком закрепляют определенные группы операций.

При массовом производстве размеры серий весьма высоки, а выпускаемые детали достаточно долгий срок не подвергаются конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит еще дальше. В этом случае технологически и экономически оправдано закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а также изготовление спецоснастки и применение отдельного режущего инструмента и средств измерений и контроля.

Оборудование в этом случае физически перемещают в цеху, располагая его в порядке следования операций в технологическом процессе

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях — в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.

Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Для того чтобы из идей и расчетов технологический процесс превратился в реальность, необходимы физические средства его выполнения.

Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.

В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.

Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки.

Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия.

Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях.

Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог. Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.

Источник http://vbattlecore.ru/russia/ponyatie-o-tehnologicheskom-processe-proizvodstva-tehnologicheskii/

Источник

Источник