Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

Рассмотрим названные три основные задачи технологической подго­ товки производства.

Обеспечение технологичности конструкции изделий. Для решения этой задачи проводятся: структурный анализ изделий (какие детали и сбо­ рочные единицы входят в изделие) с целью определения возможности уве­ личить количество заимствованных деталей (в том числе и стандартных); технико-экономический анализ производства (какие технологические про­ цессы и средства технологического оснащения можно использовать из про­ цессов и средств подготовки технологически подобных и уже запускавшихся изделий); анализ возможности улучшения технологичности конструкции де­ талей.

Технологичность по ГОСТ 18831-73 рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, проявляемых в возможности оптимальных за­ трат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке про­ изводства, изготовлении, эксплуатации и ремонте, по сравнению с соответ­ ствующими показателями однотипных конструкций изделий того же назна­ чения при обеспечении установленных значений показателей качества в при­ нятых условиях изготовления, эксплуатации и ремонта.

Анализ возможности улучшения технологичности конструкции дета­ лей включает в себя анализ возможности: уменьшения размеров обрабаты­ ваемых поверхностей для снижения трудоемкости механической обработки; повышения жесткости детали для обеспечения ее многоинструментальной обработки и высокопроизводительных режимов резания; облегчения подво­ да и отвода режущих инструментов в целях сокращения вспомогательного времени; унификации размеров отверстий, пазов и канавок для сокращения номенклатуры инструментов; обеспечения удобного и надежного базирова­ ния заготовок, а при простановке размеров анализ возможности совмещения технологических и измерительных баз; анализ удобства выполнения много­ местной обработки заготовок.

Показатели для оценки технологичности конструкции учтены требова­ ниями ГОСТ 14.201-73. Технологичность конструкции - понятие относи­ тельное и комплексное. При сс оценке следует учитывать условия производ­ ства (тип, уровень автоматизации и оснащенности), ее нельзя рассматривать изолированно, без взаимосвязи и учета условий выполнения подготовитель­ ных процессов, процессов обработки, сборки и контроля. Отработку на тех­ нологичность конструкции производят в целях получения наименьших тру­ доемкости и себестоимости изготовления изделия в целом.

Улучшение технологичности конструкции позволяет сократить трудо­ емкость изготовления изделия на 15-30 % и более, а себестоимость на 1(>- 20 %. Для отдельных деталей эти показатели могут быть выше.

Понятие «технологичность конструкции» распространяют не только на область производства, но и на процесс его подготовки. Конструкция изделия

должна быть удобной для быстрого освоения его в производстве, а также для эксплуатации его потребителем (удобство обслуживания, ремонтопригод­ ность, экономичность эксплуатации).

Конструкцию изделия рекомендуется отрабатывать на технологич­ ность в процессе создания самой конструкции. При этом достигается рабо­ чий контакт конструкторов и технологов, сокращается длительность после­ дующей разработки технологических процессов.

Разработка технологических процессов (ТП). Цель проектирования ТП - подробное описание процессов изготовления изделия с необходимыми технико-экономическими расчетами и обоснованиями принятого варианта. Эта основная задача технолога дополняется задачей внедрения спроектиро­ ванного технологического процесса на предприятии. В результате составле­ ния технологической документации инженерно-технический персонал и ра­ бочие-исполнители получают необходимые данные и инструкции для осу­ ществления спроектированного технологического процесса в конкретных производственных условиях.

Технологические процессы разрабатывают при проектировании новых и реконструкции существующих заводов, а также при организации произ­ водства новых изделий на действующих заводах. Кроме того, ТП корректи­ руют или разрабатывают новые ТП на действующих заводах при выпуске уже освоенной продукции. Это обусловливается конструктивными усовер­ шенствованиями выпускаемых изделий и необходимостью использования и внедрения в действующее производство передовой технологии и новейших достижений производственной техники.

При проектировании новых и реконструкции существующих заводов разработанные ТП берутся за основу проекта. Они определяют необходимое технологическое оборудование, производственные площади и энергетиче­ ские мощности цеха, его транспортные средства, число рабочих, основные и вспомогательные материалы. На основе спроектированного ТП устанавли­ вают исходные данные для организации снабжения цеха, календарного пла­ нирования, технологического контроля, инструментального и транспортного хозяйства, решают вопросы организации, экономики и управления цехом. От качества технологических разработок зависят технико-экономические пока­

затели завода.

При организации производства новых изделий на действующем заводе разработка ТП предшествует всем подготовительным и организационным работам. На основе ТП выявляют возможности использования имеющегося оборудования и необходимость приобретения нового, определяют требую­ щуюся дополнительную рабочую силу, количество инструмента, средств технического контроля, транспортных средств, материалов, энергии.

Задача проектирования ТП характерна многовариантностью возмож­ ных решений. Даже для сравнительно простых изделий может быть разрабо­

тано несколько различных ТП, полностью обеспечивающих требования ра­ бочего чертежа и технических условий. Сопоставляя эффективность и рента­ бельность этих вариантов, окончательно отбирают один или несколько рав­ ноценных вариантов.

Из этих нескольких возможных вариантов сначала отбирают такие, производительность которых не ниже заданной. Затем выбирают наиболее рентабельный вариант, обеспечивающий минимальную себестоимость изго­ товления изделия.

Проектирование ТП отличается сложностью и трудоемкостью. Его вы­ полняют за несколько последовательных стадий. Вначале делают предвари­ тельные наметки при решении частных и общих вопросов проектирования; на последующих стадиях эти наметки уточняют и конкретизируют на основе детальных технологических расчетов. Знание основных закономерностей построения ТП и математические методы позволяют находить оптимальные решения с помощью методов автоматизированного проектирования.

Основные трудности оптимизации решения сложных технологических задач - наличие большого количества влияющих факторов и отсутствие точ­ ных закономерностей протекания технологических процессов.

Проектирование и изготовление средств технологического оснащения (СТО). К СТО относятся станочные приспособления, режущие, измеритель­ ные и вспомогательные инструменты.

Проектирование технологической оснастки включает в себя решение задач конструкторского и технологического характера. Основные направле­ ния автоматизации решения этих задач: типизация конструктивных и техно­ логических решений; отделение проблемной части от инвариантной; созда­ ние банков данных конструкторско-технологического назначения; использо­ вание диалоговых методов проектирования. На этой основе разрабатываются специальные подсистемы автоматизированного проектирования технологи­ ческой оснастки. Известны подсистемы проектирования штампов, литейных форм, приспособления для сверления плоских деталей, фотошаблонов, пе­ чатных плат, режущего, измерительного и вспомогательного инструментов и др.

4.2. Машиностроительное иронзводство и его характеристики

Машиностроение (машиностроительная промышленность) - промыш­ ленность, изготавливающая орудия труда, предметы потребления и продук­ цию оборонного значения.

Машиностроительное производство - это производство с преимущест­ венным применением методов технологии машиностроения при создании изделий.

К основным методам технологии машиностроения относятся: методы обработки резанием, г.е. методы механической обработки (например, точе­ ние, шлифование, сверление); литье; методы обработки давлением; сварка; порошковая металлургия. Методам обработки соответствуют виды произ­ водства: механическое, литейное, кузнечное, сварочное, порошковая металлургия.

Производство подразделяется на основное и вспомогательное, опытное и установившееся, единичное, серийное и массовое.

Основное производство занято выпуском товарной продукции. Функ­ ция вспомогательного производства - производство средств, необходимых для обеспечения функционирования основного производства. Примером вспомогательного производства является инструментальное производство, задача которого - изготовление средств технологического оснащения (при­ способлений, режущих, измерительных и вспомогательных инструментов).

Опытное производство - это производство образцов, партий изделий для проведения исследовательских работ, разработки конструкторской и технологической документации. Производство изделий по окончательно от­ работанной конструкторской и технологической документации называется установившимся производством.

Важными характеристиками машиностроительного производства яв­ ляются объем и программа выпуска продукции.

Объем выпуска - это число изделий определенного наименования, ти­ поразмера и исполнения, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделением в течение планируемого периода времени.

Программа выпуска - это установленный для данного предприятия пе­ речень (номенклатура) изготовляемых или ремонтируемых изделий с указа­ нием объема выпуска по каждому наименованию на планируемый период времени.

Производственная партия - это предметы труда (например, заготовки) одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение оп­ ределенного интервала времени при одном и том же подготовительно­ заключительном времени на операцию.

Отметим еще понятие «коэффициент закрепления операции» - отно­ шение числа всех различных технологических операций О, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест Р:

К ,„= 0/Р

Машиностроительное производство по признакам широты номенкла­ туры, регулярности, стабильности и объему выпуска продукции подразделя­

ется на три типа: единичное, серийное и массовое. В ГОСТ 14.004-83 дано следующее определение типов машиностроительного производства:

единичное —производство, характеризуемое малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как прави­ ло, не предусматриваются;

серийное - производство, характеризуемое изготовлением или ремон­ том изделий периодически повторяющимися партиями; в зависимости от числа изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное про­ изводство;

массовое - производство, характеризуемое большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна технологическая операция.

Основным признаком отнесения производства к тому или иному типу является коэффициент закрепления операций К30: при К30< 1,0 - производ­ ство массовое; при 1 < К30< Ю - крупносерийное; при 10 < Кт„< 20 - средне­ серийное; при 20 < К3 о < 40 - мелкосерийное; при К3.0 > 40 - единичное.

43. Основные понятия технологического проектирования

Как было отмечено, цель проектирования технологического процесса - разработка для инженерно-технического персонала и рабочих производст­ венных подразделений (цехов, участков) достаточно подробного описания технологических приемов изготовления изделия с указанием порядка их вы­ полнения и расчетными значениями норм расхода материалов, времени, ре­ жимов обработки.

Введем ряд определений для наиболее часто встречающихся понятий. Производственный процесс представляет собой совокупность дейст­

вий людей и орудий производства, необходимых для изготовления изделия. В производственный процесс входят не только процессы, непосредст­

венно связанные с изменением формы и свойств обрабатываемых деталей, сборка узлов и изделий, но и все необходимые вспомогательные процессы: складирование, упаковка, отгрузка изделий; ремонт и модернизация обору­ дования; изготовление инструмента и средств механизации; контроль на всех этапах.

Изделие - любой предмет или набор предметов производства, подле­ жащих изготовлению на предприятии.

Деталь - это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций.