Аносов Ю.М. и др. Основы отраслевых технологий и организации производства
Подождите немного. Документ загружается.
ми; происходят
структурные преобразования, на
границах зерен
появляются
карбиды, образуются зоны закалки и
отпуска, возни
кают остаточные напряжения.
Для
повышеnил твердости, предела выносливости
и
износо
стойкости
применяют поверхностную закалку (например,
токами
высокой частоты)
, цементацию, азотирование и
другие
способы хи
мика-термической обработки.
Для повышения
твердости, создания остаточных
напряжений
сжатия
и снижения шероховатости поверхности
применяют
раз
личные
методы обработки холодным поверхностным
пластичес
ким деформированием.
Нанесение
различных покрытий улучшает внешний
вид поверх
ности, снижает
шероховатость, повышает износа- и
коррозионно
стойкость.
ГЛАВА 8
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ С
Б
ОРКИ
МАШИН
С
б
ор
ка
- образование
разъемных и неразъемны
х составных
частей заготовки или изделия.
Сборка -
заключительный этап изготовления
машины, в зна
чительной степени
определяющий ее эксплуатацио
нные
качества,
так
как в процессе
сборки по разным причинам
могут возникать
погрешности
взаимного расположения деталей и узлов.
Одни и те
же точно
изготовленные детали при разных условиях
соединения
могут изменить долговечность машин в сотни раз.
Сборочные
работы имеют большую трудоемкость,
составляющую
значительную часть
в общей трудоемкости изготовле
ния машин.
Например,
в единичном и мелкосерийном производств
ах трудоем
кость
сборки составляет 35-45 %,
а в массовом -
20-30 % от
общей трудоемкости.
Трудоемкость
сборки
в различных отраслях
машиностроения
различна
и составляет в тяжелом машиностроении
30-35 %, а при
боростроении - 40-45 %
от общей трудоемкости.
Большая
трудоемкость сборки объясняется тем,
что
50-85 %
елесарно-сборочных
работ выполняется вручную при
больших за
тратах труда рабочими высокой квалификации.
По
этим причинам дальнейший
прогресс
машиностроения
свя
зан
с повышением качества
и производительности
сбор
очных работ.
На
основе сборочных чертежей
изделий и
технологии
сборки
разрабатываются
исходные данные и основные
требовани
я к тех
нологическим
процессам изготовления детали и
получения
заго
товки.
Собранное
изделие может рассматриваться как
сборочная еди
ница
нулевого порядка. Сборочные
единицы, непосредс
твенно вхо-
171
дящие в изделие в
процессе общей сборки, называются сборочными
единицами
первого порядка. Сборочные единицы, входящие
в про
цесс
узловой сборки, называются
сборочными единицами второго
порядка и
т. д. Отдельные детали могут входить как
непосред
ственно в собранное изделие, так и в сборочные
единицы любого
порядка.
8.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ СБОРКИ
1.
П
о о
бъему:
а) общая - изделие в целом;
б)
узловая - сборочная единица или
узел.
2. По стадиям пр оцесса:
а) предварительная - сборка заготовок и составных частей
изделия, которые в дальнейшем подлежат разбо
рке;
б) промежуточная - сборка заготовок для совместной обработ
ки;
в
) сборка под сварку;
г) окончательная сборка.
3.
П
о методу образования соединений:
а)
слесарная - сборка с помощью слесарных соединений
(пр
о
стым соединением, свинчиванием, запрессовкой и т. д.)
;
б) монтаж - установка изделия на месте
использования;
в) пайка - процесс создания неразъемного соединения
деталей,
при
котором в зазор между нагретыми
элементами вводят
припой,
смачивающий
их поверхности и
скрепляющий соединение после
кристаллизации и охлаждения;
г) сварка -
процесс образования неразъемных соединений
(см. 3.4);
д) склеивание - процесс образования неразъемных соединений
деталей, когда в зазор между ними помещают клей,
сжимают
и вы
держивают до полного его отвердения;
е) клепка - пр
оцесс образования неразъемных соединений
де
талей
с помощью заклепок. В соединяемых деталях сверлят
отвер
стия, ставят заклепки и расклепывают.
8.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ ФОРМ СБОРКИ
1.
П
о способу ор ганизации производства
:
а) групповая сборка - оборудование расположено по
группово
му
признаку. Применяются групповые
технологические
процессы
сборки;
б)
поточная сборка - оборудование расположено
в последова
тельности операции технологического процесса сбо
рки. Должна
обеспечиваться полная взаимозаменяемость собираемых узлов
и
дета
лей. Время сборки на каждом рабочем месте
кратно такту
выпуска;
172
в) непоточная сборка производится на одной или нескольких
сборочных позициях. Время на каждой позиции не кратно такту
выпуска продукции. Имеются накопители заготовок и деталей.
2. По перемещепию собираемого обекта:
а) стационарная - объект стоит на месте;
б) подвижная - объект перемещается.
3.
П
о способу перемещепия собираемого обекта:
а) со свободным перемещением (рольганги, тележки);
б) с принудительным перемещением (конвейеры с периодичес
ким и непрерывным движением).
4. По расчленению операций в сборочном техпологическам пр о
цессе:
а) общая
-
без расчленения на операции сборки узлов;
б) узловая - с расчленением на операции сборки узлов.
8.3. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ТОЧНОСТИ СБОРКИ МАШИН
Точность сборки машин зависит от точности изготовления ее
деталей, а последняя в свою очередь - от точности изготовления
заготовок, поскольку их свойства в определенной степени переда
ются готовым деталям. Поэтому вопросы точности сборки решают
комплексно для всего технологического процесса изготовления
машины.
П
ри сборке машины могут появляться ошибки взаимного рас
положения ее элементов, некачественные сопряжения, а также
недопустимые деформации соединяемых деталей.
Основным критерием выбора метода достижения заданной точ
ности сборки является обеспечение минимума затрат на изготов
ление деталей и сборку из них машины. При прочих равных усло
виях рекомендуется в первую очередь выбирать метод полной вза
имозаменяемости одинаковых деталей, при котором сборка произ
водится без подбора, пригонки и регулирования. Если применение
указанного метода экономически нецелесообразно или технически
невозможно обеспечить требуемую точность обработки деталей, то
применяет методы непалной взаимозаменяемости.
П
ри сборке методом полпой взаимозаменяемости происходит
лишь соединение сопрягаемых деталей и узлов, что обеспечивает
поточную форму организации сборки, возможность кооперирова
ния
производства. Этот метод применяется в массовом и серий
ном производстве.
П
ри сборке с пеполпой (частичной) взаимозаменяемостью до
пуски на размеры деталей больше, чем при полной взаимозаменя
емости, а себестоимость изготовления деталей ниже. При этом
имеется определенный незначительный процент риска сборки не
качественного изделия, затраты на исправление которого перекры
ваются экономией при изготовлении собираемых деталей.
173
Метод гр упповой взаимозаменяемости применяют в тех слу
чаях, когда конструктивные допуски меньше технологически вы
полнимых. Детали изготовляют с широкими допусками (низкой
себестоимостью), разбивают на группы с более узкими допус
ками и собирают узлы по группам. Метод неприемлем для поточ
ной сборки.
Метод регулирования точности сборки заключается в том, что
размеры деталей, входящих в данное соединение, изго1·авлива
ют с широкими и технологически приемлемыми допусками. Тре
буемая точность сборки обеспечивается введением необходимого
числа прокладоi< или компенсирующего элемента. Метод позво
ляет регулировать точность не только при сборке, но и при эксплу
атации.
Метод пр игонки заключается в том, что заданная точность со
пряжения обеспечивается пригонкой (удаление слоя материала
опиливанием, притиркой и другими методами) детали, выбран
ной в качестве компенсирующей. Метод применяется в мелкосе
рийном производстве, исключается поточная сборка.
8.4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СБОРКИ
Технологический процесс сборки часть производственного
процесса, непосредственно связанная с последовательным соедине
нием, взаимной ориентацией и фиксацией деталей и узлов для по
лучения готового изделия, удовлетворяющего установленным тре
бованиям.
Работы, входящие в технологический процесс сборки:
подготовительные (деконсервация, мойка, укладка в тару и т. д.);
пригоночные (опиливание, зачистка, правка и т. д.);
собственно сбо
р
очные (45-75 % общей трудоемкости);
регулировочные (достигается требуемая точность взаимного
расположения деталей);
контрольные (проверка требований чертежа);
демонтажные (частичная разборка для транспортирования).
Основные этапы разработки
технологического пр оцесса сборки
1. Ус·гановление целесообразной организационной формы сбор
ки, определение ее такта и ритма.
2. Отработка конструкции изделия на технологичность (кон
струкция изделия должна быть такой, чтобы экономить затраты
при изготовлении, эксплуатации и ремонте машины).
3. У становление рационального метода обеспечения заданной
точности сборки.
174
4. Определение целесообразной степени дифференциации про
цесса сборки (например, при поточной сборке количество сбороч
ных операций должно быть таким, чтобы время на каждой опера
ции было кратно такту).
5. Установление последовательности сборки, схем общей и уз
ловых сборок изделия (логистическое изображение порядка ком
плектования изделия и узлов при сборке).
6. Определение наиболее рациональных с
пособов соединения,
проверки положения и фиксации составляющих изделие сбороч
ных единиц.
7.
Разработка средств технологического оснащения (приспособ
лений, монтажного, мерительного, режущего инструмента и обору
дования).
8. Техническое нормирование и расчет экономических показа
телей процесса сборки.
9. Оформление технологической документации.
ГЛАВА
9
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ПРО
И
ЗВОДСТВА В МАШИНОСТРОЕНИИ
Технологическая подготовка производства
д
олжна производит
ся в соответствии с государственными стандартами Единой систе
мы технологической подготовки производства (ЕСТПП).
ЕСТПП - установленная государственными стандартами сис
тема организации и управления процессом технологической под
готовки производства, предусматривающая широкое применение про
грессивных технологических процессов, стандартной технологичес
кой оснастки и оборудования, средств механизации и автоматиза
ции производственных процессов, инженерно-технических и управ
ленческих работ.
ЕСТПП обеспечивает единый системный подход всех предпри
ятий и организаций к выбору и применению методов и средств
технологической подготовки производства; освоение производства
изделий высшей категории качества в минимальные сроки, при
минимальных трудовых и материальных затратах на 'Гехнологи
ческую подготовку производства на всех стадиях создания изде
лия, включая опытные образцы (партии) изделий; организацию
производства высокой степени гибкости, допускающей возмож
ность его непрерывного совершенствования и быструю перена
ладку на выпуск новых изделий; рациональную организацию ме
ханизированного выполнения комплекса инженерно-технических
и управленческих работ; взаимосвязь технологической подготов-
175
ки
производства и управления ею с другими системами и подсис
темами управления.
В соответствии
с требованиями ЕСТПП технологические
про
цессы разрабатываются специальной инженерной службой маши
ностроительного предприятия - отделом главного технолога.
Технологические процессы в виде заполненных технологичес
ких документов (маршрутных, операционных карт и других), в со
ответствии со стандартами Единой системы технологической доку
ментации (ЕСТД), передаются рабочим-исполнителям и службам
организации производства. Цеховые технологи контролируют со
блюдение технологической дисциплины, т. е. правильиость выпол
нения технологического процесса.
9.1. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛЕЙ
Разработка технологических процессов производится для изго
товления или ремонта изделий, конструкция которых отработана
на технологичность.
Т
ехполоzичпость - это совокупность свойств конструкции из
делия, проявляемых в возможности оптимизации затрат труда,
средств, материалов и времени при технологической подготовке про
изводства, изготовлении, эксплуатации и ремонте по сравнению
с
соответствующими показателями однотипных конструкций изде
лий того же наименования при обеспечении установленных значе
ний показателей качества в припятых условиях изготовления, экс
плуатации и ремонта.
П
ри качествен
пой оценке технологичность конструкции изде
лия характеризуют обобщенно на основе опыта исполнителя. Она
применяется в тех случаях, когда нет необходимости определения
степени различия сравниваемых вариантов.
Количественпая оценка технологичности конструкции изделия
производится с помощью системы показателей:
- базовых нормативных Кб;
- достигнутых значений показателей технологичности разра-
батываемого изделия
К
д
;
- уровня технологичности
К у = К
д
/
Кб.
Качественная оценка предшествует количественной и определя
ет ее целесообраЗность.
О
сповпыми показателями техполоzичпости являются трудо
емкость, материалоемкость, энергоемкость и себестоимость из
делия.
Вспомогательные показатели технологичности косвенно ха
рактеризуют основные показатели и могут быть рассчитаны на
основе чертежей детали и заготовки до разработки технологичес
кого процесса: коэффициенты использования материала, точности
обработки, шероховатости, стандартизации и др.
176
9.2. ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
При разработке технологического процесса руководствуются
тремя основными принципами:
-
технический
-
технологический процесс должен полностью
обеспечивать выполнение всех требований рабочего чертежа и тех
нических условий на изготовление детали
;
-
экономический
-
изготовление детали должно вестись с ми
нимальными затратами труда и издержками производства
;
-
ор ганизационный
-
деталь должна изготавливаться в усло
виях, организации производства, обеспечивающих наибольшую эф
фективность.
Из нескольких вариантов технологического процесса изготов
ления одной и той же детали, равноценных с позиции техническо
го принципа, выбирают наиболее эффективный вариант с позиций
организационного и экономического принципа.
Технологические разработки позволяют выявить необходимые
средства производства для выпуска изделий, трудоемкость и себе
с
тоимость изготовления изделий.
При проектировании новых и реконструкции существующих
заводов разработанные технологические процессы являются осно
вой проекта.
9.3. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Исходную информацию для разработки технологического про
цесса делят на базовую, руководящую и справочную.
В
азовая информация
:
рабочий чертеж с техническими условия
ми на
изготовление детали
;
объем выпуска изделий, в которые
входит изготовляемая деталь с учетом выпуска запасных частей
;
планируемый интервал времени выпуска деталей и запасных час
тей. Если технологический процесс разрабатывается для действу
ющего предприятия, то указываются сведения о составе и состоя
нии
оборудования и другие документы, в которых изложены основ
ные
требования, учитываемые при разработке технологического
процесса.
Р
уководящая информация
:
стандарты, устанавливающие требо
вания к технологическому процессу и методам управления им;
стандарты на оборудование и оснастку
;
документация на действу
ющие единичные, типовые и групповые технологические процессы;
нормативы режимов обработки, припусков, вспомогательного вре
мени
;
документация по технике безопасности и производственной
санитарии
и т. д.
177
Сп
равочная информация: техническая информация опытного
производства; описание прогрессивных методов изготовления и
ремонта
;
каталоги, справочники, альбомы прогрессивных средств
технологического оснащения и т. д.
9.4. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛИ
Технологический процесс разрабатывается на основе имеющего
ел типового или группового технологического процесса. Он дол
жен
быть прогрессивным и обеспечивать повышение производи
тельности труда и качества изделий, сокращение трудовых и мате
риальных затрат на его реализацию, уменьшение вредных воздей
ствий на окружающую среду.
Установлено десять основных этапов проектирования техноло
гического процесса.
1. Анализ исходных даппых для разработки техпологическа
го пр оцесса
.
Тщательно изучаются сборочный чертеж изделия
и ра
бо
чий чертеж детали; условия изготовления детали и эксплуата
ции изделия
;
программа и интервал времени выпуска изделий;
наличие или отсутствие оборудования, возможности модернизации
оборудования, наличие производственных площадей для расшире
ния производства. Определяются организационно-экономические
характеристики производства: тип (серийность), форму организа
ции, такт выпуска изделий и др.
2.
В
ыбор действующего типового
,
группового техпологическа
го пр оцесса или поиск аналога едипичпого технологического пр о
цесса.
Формирует
ся технологиче
ский
код изделия по
технологи
ческому классификатору. На основе технологического кода деталь
относится к соответствующей классификационной группе, и к дей
ствующему типовому, групповому или единичному технологичес
кому процессу, а если такой классификационной группы нет, то
разрабатывается
единичный технологический процесс.
3.
В
ыбор исходпой заготовки и методов ее изготовления. Оп
ределяют вид исходной заготовки (например, отливки) выбирают
метод изготовления исходной заготовки из нескольких вариантов
(например,
литье в ПГФ, литье в кокиль, литье в оболочковые фор
мы) с экономическим обоснованием выбранного варианта. Проек
тируют чертеж исходной заготовки и технологический процесс по
лучения заготовки в заготовительном цехе.
4. Выбор технологических баз
.
Технологическая база - это
поверхность, линия или точка заготовки, ориентирующая ее при
обработке на станке. Например, при обработке крышки на токар
ном станке она базируется в трехкулачковом самоцентрирующем
патроне по наружной цилиндрической поверхности между кулач
ками и по торцу, упираясь в торцовую поверхность кулачков.
178
По классификатору способов базирования выбирают техноло
гические базы и оценивают точность и надежность базирования по
производительности технологического процесса.
5.
Составление технологического маршрута обработки. По д
о
кументации типового, группового или единичного технологическо
го процесса определяется последовательность технологических опе
раций и предварительно выбирается состав средств технологичес
кого оснащения: оборудования, приспособлений и инструмента (ре
жущего, измерительного и вспомогательного).
Если типовой, групповой или аналог единичного технического
процесса отсутствует, то разрабатывается технологический марш
рут обработки поверхностей детали на основании вида исходной
заготовки, формы, точности, шероховатости, твердости и других тре
бований к обрабатываемым поверхностям деталей.
Последовательность обработки поверхностей включает черно
вую обработку (удаление основной части припуска}
,
чистовую ( по
лучение заданной точности обработки) и отделочную обработку
(достижение заданной шероховатости).
6. Разработка технологических операций. Разрабатывается или
уточняется последовательность переходов - частей технологичес
кой операции, характеризуемых постоянством используемого инст
румента при обработке поверхности детали или при сборке изделия.
П
ри проектировании операций по методу дифференциации пе
реходов, когда операция состоит из малого числа простых перехо
дов, обеспечивается большая гибкость производства, что важно при
частой смене выпускаемых изделий. Более простое оборудование и
оснастка способствуют сокращению сроков подготовки производ
ства новых изделий.
Рассчитываются промежуточные припуски, устанавливаются
технологические допуски и предельные размеры заготовки по тех
нологическим переходам. Рассчитываются режимы обработки.
Окончательно выбираются средства технологического оснаще
ния, а также механизации и автоматизации элементов процес
са и внутрицехового транспортирования.
7. Нормирование технологического процесса. РассчИтываются
нормы времени и расхода материала. Обосновывается профессия
исполнителя и определяется разряд работ.
8. Определение тр ебований техпики безопасности. Устанав
ливаются требования безопасности и производственной санитарии
в условиях производства (шум, вибрации и т. д.) на основании
Системы стандартов безопасности труда (ССБТ)
и
инструкций по
технике безопасности и производственной санитарии. Разрабаты
ваются
требования, выбираются методы и средства обеспечения ус
тойчивости природной среды.
9. Расчет экономической эффективности технологических
пр оцессов
.
Выбирается оптимальный вариант технологического про
цесса из нескольких аналогичных. На основе методики расчета
экономической эффективности.
179
10.
Оформление технологического пр оцесса.
Производится оформ
ление
и нормо-контроль технологической документации на основе
требований
стандартов ЕСТД, а также согласование документации
со всеми заинтересованными службами и ее утверждение.
Г Л А В А 10
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
ХИМИЧЕСКОГО ПРОИ3ВОДСТВА
Химическое производство включает большое число разнообраз
ных
физика-химических, физических и химических операций, ко
торые тесно связаны между собой. При этом химические иревра
щения являются основными, а физические и физико-химические
проце
ссы - вспомогательными в химической технологии. К фи
зическим процессам относятся гидродинамические, тепловые, диф
фузионные, массообменные, физико-механические и др.
10.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ
ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Основным фактором, обеспечивающим нормальное функцио
нирование процесса, является технологический режим производ
ства, представляющий собо
й совокупность большого числа техно
логических
параметров. Поэтому по параметрам производства все
химические процессы делятся на высокотемпературные, низкотем
пературные, некаталитические, каталитические, проходящие под
повышенным или поиижеиным давлением, электрохимические,
биохимические, радиационно-химические, плазмохимические, фото
химические и некоторые другие.
По направлению движения тепловых и материальных потоков
в аппаратах различают прямоточные, противоточные процессы и
процессы
с перекрестным и смешанным ходом. При отсутствии
разделяющей перегородки прямоток и противоток используют для
смешения и теплообмена. Перекрестный и смешанный токи широ
ко используют для интенсификации тепловых процессов, связан
ных
с нагреванием, охлаждением, выпариванием веществ и кон
денсацией паров.
По
агрегатному состоянию все системы взаимодействующих ве
щ
еств и соответствующие им технологические пр оцессы делят
ся
па гомогеппые и гетерогенные.
По тепловому эффекту химические процессы подразделяются
на
экзотермические, при которых теплота выделяется, и эндотер
мические, при которых теплота поглощается.
180