Методика разработки технологического процесса

Разработка технологического процесса представляет собой сложную комплексную задачу, для которой характерна многовариантность возможных решений. Выбор наилучшего решения для конкретных условий является важным условием повышения эффективности производства и его совершенствования. Выбранный оптимальный вариант технологического процесса должен быть осуществим в конкретных условиях производства в ератчайшие сроки с минимальными потерями материальных и трудовых ресурсов. Он должен обеспечить в дальнейшем минимальную трудоемкость и себестоимость при стабильном высоком уровне качества продукции. Выбранный вариант технологического процесса должен соотвествовать высокой категории с технически обоснованными средствами автоматизированных систем управления производством. При разработке технологического процесса на изделия используют следующие данные:

Рабочие чертижи и его деталей;

Технические условия, нормы точности и другие даннве, характеризующие служебное назначение деталей, требования к деталям и их поверхностям;

Программы, количество деталей, изготавливаемых в единицу времени;

Условия, в которых будет осуществляться разрабатываемый технологический процесс (имеющееся оборудование, площади, транспортные средства, контрольные приборы и т.п.);

Стандарты и нормали на полуфабрикаты, материалы и комплектующие изделия;

Типовые технологические процессы и режимы на детали и аналагичные изделия;

Технические характеристики оборудования, режущего инструмента и оснастки;

Справочные и руководящие материалы по переспективной технологии и новым материалам.

Разработку технологического процесса на изделие можно представить в следующей последовательности действий;

По рабочим чертижам и техническим условиям изучить требования, предъявляемые к деталям и изделию в целом;

Установить количество деталей, подлежащих изготовлению в единицу времени каждому виду, представленных одним чертежом;

Установить целесообразные формы организации производства: индивидуальное, поточное, вид потока, его форму осуществления;

Выбрать наиболее подходящие полуфабрикаты для изготовления деталей из имеющихся или возможных для приобретения по стандартам;

 

 

 

выбрать вариант типового технологического процесса полу­чения заготовок или деталей;

разработать индивидуальный технологический процесс изго­товления деталей из заготовок в нескольких возможных вари­антах;

проанализировать варианты и обосновать выбор оптималь­ного;

составить соответствующую технологическую документацию на выбранный вариант.

При разработке технологических процессов на механиче­скую обработку заготовок рационально руководствоваться сле­дующим:

наметить рациональную последовательность обработки по­верхностей заготовок, выявить возможность одновременной их обработки, установить технологические базы, оценить возмож­ности их использования;

определить вид оборудования, обеспечивающего получение детали из заготовки требуемой точности с минимальной затра­той труда;

определить количество необходимых проходов и переходов;

выяснить возможность совмещения переходов;

уточнить технологические базы, намеченные для использова­ния на каждом виде оборудования;

определить необходимую оснастку для выполнения каждой технологической операции, установить требования к оснастке и возможность использования имеющейся;

рассчитать межпереходные размеры и допуски заготовок по всем показателям точности для самоконтроля рабочего;

разработать другие возможные варианты механической об­работки заготовок или получения детали другими методами, со­ставить калькуляцию технологической себестоимости по укруп­ненным данным для каждого варианта; обосновать выбор опти­мального варианта;

оформить технологическую документацию;

разработать техническое задание на конструирование нети­повых приспособлений и режущего инструмента и т. п.

Выбор оборудования производят по основному параметру, выявляющему назначение и технические возможности механи­зации и автоматизации, исходя из следующих условий: приве­денные затраты на выполнение технологического процесса и период окупаемости оборудования минимальны. Выбор обосно­вывается анализом формирования типовых деталей с целью выявления наиболее эффективных методов обработки. При этом необходимо сопоставить отношение основного времени и вре­мени, потребного на изготовление единицы изделия и приведен­ных затрат. Необходимо строго соблюдать требования техники безопасности и охраны окружающей среды.

 

Типизация и стандартизация технологических процессов позволяют сократить сроки технологической подготовки и трудоемкость оформления документации в 2-3 раза. При этом исключается возможные ошибки технолога в оценке анализируемых вариантов технологического процесса. Стандартизация технологических процессов включает решение комплекса производственных задач, связанных с технологией, планированием, организацией и экономикой производства. При стандартизации обеспечивается единство методики проектирования технологических процессов, сокращается многообразие возможных вариантов, создаются условия для механизации и автоматизации, гарантируется стабильность качества продукции.

Исходной основой стандартизации и типизации технологиче ских процессов является классификация объектов производства технологических операций и средств технологического оснаще ния и методов контроля. Основные элементы технологии, кото рые подлежат стандартизации: виды заготовок; межоперацион ные требования к заготовкам; состав и последовательность тех нологических операций; технологическая операция; средств* технологического оснащения; режимы обработки и условия и> осуществления; специальные термины и определения; техноло гическая документация.

Стандартизация технологических процессов может быть осу­ществлена по соответствующим методикам на различных уров­нях; в зависимости от этого определяются объекты стандарти­зации. На уровне государственных стандартов устанавливается единство на термины, правила проектирования, технологиче­скую документацию, средства технологического оснащения, кон­троль. Отраслевыми стандартами регламентируются: типовые технологические процессы и операции отраслевого применения; схемы базирования, режимы обработки, нормы.

Стандарты предприятий устанавливают: конкретные типо­вые, технологические процессы и операции, средства технологи­ческого оснащения. Типизация технологических процессов явля­ется начальной стадией стандартизации. При типизации техно­логических процессов могут использоваться различные под­ходы. В некоторых случаях за основу типизации принимают сходство деталей по геометрическим и технологическим пара­метрам. Общим для таких деталей является технологический процесс, имеющий единый план последовательности обработки по основным технологическим операциям на одинаковом обору­довании с применением одинаковой оснастки. Такой подход эф­фективен для тех случаев, когда технологический процесс опре­деляется особенностью формы детали или составом сборочных единиц.

В деревообработке структура технологического процесса в основном определяется особенностью свойств древесных

 

 

материалов. Технологические операции и оборудование в произ­водстве изделий изменяются в меньшей степени, чем ассорти­мент продукции. В таком случае наиболее приемлем маршрут­ный метод типизации технологического процесса, при котором устанавливают наиболее рациональную последовательность вы­полнения операции по оптимальным режимам. В результате такой типизации составляют схемы стадийных маршрутов для конкретных условий предприятия. Количество стадийных марш­рутов устанавливается с учетом ассортимента и перспективы развития производства. Каждый маршрут должен быть опти­мальным по техническому и экономическому осуществлению. В производстве изделий типизацию технологических процессов осуществляют по следующим стадиям: производство черновых заготовок, чистовых заготовок, брусковых заготовок, щитов, сборка, повторная обработка сборочных единиц, окончательная обработка сборочных единиц, сборка изделий.

Разработке типовых технологических процессов предшест­вует создание оперативных и перспективных технологических процессов. Оперативные технологические процессы отражают наиболее прогрессивное состояние технологии в данный момент. Они предусматривают применение в производстве нового, но проверенного высопроизводительного оборудования. Перспек­тивные технологические процессы представляют собой образец технологии, которая основывается на более совершенных мето­дах с учетом последних достижений науки и техники, с исполь­зованием изобретений.

Схема типовых технологических процессов приведена в при­ложении 3.

При разработке типовых технологических процессов следует стремиться к специализации технологических операций и от­дельных участков производства. Это расширяет возможности применения эффективного оборудования и высокого уровня тех­нологии. Количественным критерием оценки внутренней специа­лизации производства является коэффициент закрепления опе­рации за рабочими местами Кз.о, который определяется как от­ношение числа различных технологических операций, выполняе­мых за календарный период времени, к числу рабочих мест, предусмотренных технологическим процессом. В производстве изделий из древесины коэффициент закрепления операций со­ставляет от 1 до 50. Для единичных производств К₃. ₀≥40; у мелкосерийных К₃.₀≥30; у среднесерийных Кз.оЗИО; у круп­носерийных К₃. о>1; у массового производства Кз. ₀ = 1. Доку­ментация на типовой технологический процесс представляют в следующей структурной форме:

1.Название процесса.

2. Номер технологического процесса.

3. Номер и название стадии.

 

 

 

 

4. Назначение процесса.

5. Применяемые материалы: название, ГОСТ, наименование
режима и основные показатели материала.

6. Технологический процесс: операция (название); приме­
няемый материал; оборудование; индекс режима; основные па­
раметры режима; примечание.

7. Контролирование качества и точности.

8. Требования к безопасности.

Типизация технологических процессов включает типизацию технологических режимов, которые составляют на основании обобщения результатов научных исследований и передового опыта. Типовые технологические режимы оформляются по сле­дующей структурной схеме.

1.Название режима.

2. Номер.

3. Группа режима.

4. Назначение режима.

5. Требования к поступающим материалам, заготовкам и по­
верхности.

6. Применяемые материалы, ГОСТ.

7. Подготовительные работы к осуществлению режима
(приготовление растворов, подготовка инструмента и т. п.).

8. Оборудование и приспособления.

9. Режим с указанием основных параметров и их до­
пусков.

10.Контролирование режима.

11.Требования к заготовкам и деталям, подвергнутым ре­
жиму.

* 12. Требования к безопасности.

При оптимизации технологических процессов и режимов по их осуществлению находят экстремальные значения целевой функции, которая связывает многие ограничения. Из множе­ства ограничений выбирают наиболее важные и устанавливают критерии оптимизации. Следует иметь в виду, что оптималь­ность по одному критерию не означает абсолютную оптималь­ность процесса; по другим критериям процесс может быть и не оптимальным. В таком случае следует найти компромиссное ре­шение. К критериям оптимизации предъявляют определенные требования: наличие численного выражения, простота расчета, малая дисперсия, эффективность (отражать малейшие измене­ния параметров процесса). Критерии могут быть: экономиче­ские — прибыль, себестоимость, рентабельность, минимальные затраты и т. п.; технико-экономические — производительность, КПД, стабильность, надежность, объем ассортимента и т. д.; технологические — выход продукции, длительность технологиче­ского цикла; трудоемкость и т. д.; прочие — эстетические, эрго­номические и т. д.

 

 

Для оптимизации 'технологических процессов важнейшими эффективными критериями являются технологическая себестои­мость Си производительность П.

При выборе варианта технологического процесса без реше­ния задачи на оптимизацию можно руководствоваться крите­рием технологической себестоимости изготовления деталей или изделий, которая определяется укрупненно без учета стоимости материалов по формуле

 

Ст = С₁ + С₂ + С₃ + С₄+ С₅, (156)

 

где С ₁— зарплата; С₂—амортизационные отчисления от капи­тальных затрат на оборудование; С₃ — амортизация производ­ственных площадей; С₄ — стоимость энергии; С₅ — потери от технологии. Все затраты определяются в расчете на единицу продукции. Эти составляющие технологической себестоимости определяются по следующим формулам

 

C₁ = (З₀ +З_з) / П; С₂ = Q/(pZnП);

 

С₃ = (qS) / (pZnП); С₄ = NTλ/П;

 

С₅ = (1-К) Ц, (157)

 

где 3₀, 3₃ — фонд зарплаты основных и вспомогательных рабо­чих; П — выработка в единицах изделий за год; Q—стоимость оборудования с учетом монтажа, р.; Z — число рабочих смен в сутки; р — срок погашения кредитов (5—7 лет); п — число ра­бочих дней в году; q— стоимость 1 м² производственной пло­щади, р.; S — площадь, занятая оборудованием и промежуточ­ными складами, м²; N— установленная мощность, кВт; Т— продолжительность работы оборудования за время выпуска Пизделий, ч; λ — тариф за 1 кВт-ч электроэнергии; К. — техноло­гические потери; Ц— стоимость одного изделия, р.

В производстве изделий из древесины решающими в техно­логической себестоимости являются зарплата и амортизацион­ные отчисления. Они почти не зависят от количества изготов­ленного продукта. Технологический процесс следует строить та­ким образом, чтобы в имеющихся условиях производства полу­чать максимум готовых изделий. Это достигается хозрасчетом и самофинансированием.

В общем виде себестоимость продукции можно представить из двух частей: зависимой от объема выработки продукции и независимой. В зависимую часть входит стоимость материалов,

 

 

электроэнергии, частично заработная плата, в независимую _часть — амортизационные отчисления. Исходя из этого, полную общую себестоимость всей продукции можно представить в виде

 

Cx = Пx К+ Н, (158)

 

где С_х — общая себестоимость продукции; П_х — изменяющийся объем выпуска; К.— коэффициент, учитывающий влияние объ­ема выпуска на общую себестоимость; Н — неизменная часть общей себестоимости. Себестоимость единицы изделия опреде­лится как

 

Сх/Пх = К + Н/Пх,

 

Получено уравнение себестоимости единицы продукции в виде формулы гиперболы, форма которой зависит от значений К, Н. Увеличение выпуска продукции в единичном производстве оказывает резкое влияние на себестоимость. Увеличение вы­пуска продукции в массовом производстве не оказывает сущест­венного влияния на ее себестоимость.

Аттестация технологических процессов. Технологический про­цесс — это сложная система, совокупность свойств которой оп­ределяет пригодность ее для обеспечения высоких показателей эффективности производства. Соответствие технологического процесса современным требованиям по совершенствованию тех­ники и технологии, повышению эффективности производства и качества продукции определяется аттестацией его уровня. Ат­тестация технологических процессов выявляет внутренние ре­зервы по реализации конкретных мероприятий, повышающих эффективность производства и качество продукции при сниже­нии всех материальных затрат. Под уровнем технологического процесса понимают совокупность численных показателей, ха­рактеризующих прогрессивность методов и средств осуществле­ния технологического процесса. Прогрессивность технологиче­ского процесса характеризуется высшей производительностью труда при максимальном использовании средств автоматизации и механизации производства, а также обеспечении при этом вы­сокого качества и стабильности параметров изготавливаемых изделий.

В основу аттестации технологии заложены параметры, кото­рые установлены положениями Единой системы технологиче­ской подготовки производства. При оценке уровня технологи­ческого процесса используют основные и дополнительные по­казатели. К основным относятся такие показатели, которые непосредственно влияют на производительность труда, эффек-

 

 

тивность производства и качество продукции. К дополнитель­ным показателям относят факторы, которые оказывают влияние на прогрессивность технологии косвенно. Аттестация технологии проводится периодически на различных ступенях от единичной операции до системы типовых технологических процессов, вы­полняемых в пределах отрасли. Виды и значения показателей уровня технологии устанавливают с учетом особенностей произ­водства по соответствующим отраслевым инструкциям. В на­стоящее время действует указание РД 50-532—85, по которому установлено четыре показателя оценки уровня технологии: 1) производительность труда П₁; 2) прогрессивность технологи­ческого оборудования П ₂ 3) охват рабочих механизированным и автоматизированным трудом Пз; 4) использование материа­лов П₄. Расчет этих показателей ведут по формулам:

П₁ = П/Ч_п; П₂ = Т_прог / Т;

 

П₃ = Ч_м.а /Ч_п; П₄ = М/Н,

(160)

где П — объем выпуска продукции; Ч_п— численность производ­ственно-промышленного персонала; Т_прот— трудоемкость еди­ницы продукции на прогрессивном оборудовании; Т — общая трудоемкость единицы продукции на имеющемся оборудовании; Ч_м.а— число рабочих, занятых механизированным и автомати­зированным трудом; М— масса единицы продукции; Н—норма расхода материала по массе.

Комплексный показатель уровня технологии на г-участке оп­ределяется по формуле

У_i = ∑К_j (Пj/П ^нj), (161)

 

где Кj— коэффициент весомости j показателя (j=1, 2... 4), значения этих коэффициентов К₁ = 0,3; К₂ =0,3; К₃ = 0,2; К₄ = 0,2; П^н_j — нормативное значение показателя; / — характери­стики технологического процесса.

Установлено три категории уровня: при Уi≥0,92— высшая; при 92>Уj≥0,7 — первая; при Уi<0,7 — вторая. Методика ат­тестации технологии периодически совершенствуется с учетом специфики производств. Для производства мебели действует ме­тодика ВПКТИМ.

Оценка уровня технологии проводится аттестационными ко­миссиями. По результатам оценки составляется карта уровня технологии (КУТ) и определяются мероприятия по ее совер­шенствованию.

К мероприятиям, повышающим уровень технологии, отно-

 

сятся: повышение коэффициента загрузки оборудования; уве­личение объемов кооперированных поставок; снижение про­стоев оборудования; внедрение более прогрессивного оборудо­вания; снижение потерь материалов; снижение припусков на обработку, оптимизация раскроя; использование отходов, при­менение прогрессивных материалов; использование инструмента повышенной износостойкости; механизация ручных работ; над­лежащий операционный контроль.

При подготовке производства используют принципы системы автоматизированного проектирования (САПР). САПР обеспе­чивает автоматизацию действий проектировщиков, разрабаты­вающих изделие, технологический процесс и оформляющих кон-структорско-технологическую документацию. Основные понятия и сущность САПР установлены в комплексе ГОСТ 23501.0—79 до ГОСТ 23501.601—83. САПР является подсистемой АСУП. Оценка технико-экономической эффективности САПР прово­дится по «Отраслевым и методическим материалам по опреде­лению экономической эффективности использования систем ав­томатизированного проектирования в проектных, проектно-кон-стр'укторских и технологических организациях, в основном про­изводстве и капитальном строительстве».

САПР — сложная эрготическая (человеко-машинная) си­стема. Она может работать в двух режимах: автоматическом, без прямой связи человека с ЭВМ, и в диалоговом — с непо­средственной связью человека с ЭВМ. В основу САПР заложен комплекс моделей, математических методов, алгоритмов, прог­рамм, технических средств и организационных форм. При этом обеспечивается высокая точность, всесторонний глубокий ана­лиз исходной информации с выбором оптимальных вариантов, обеспечивающих максимальный эффект. Информация в ней си­стематизируется:

по объектам моделирования (изделие, технологический про­цесс и т. п.), функциональному назначению (нормативная, спра­вочная, моделирующая), изменяемости (постоянная, перемен­ная), форме (цифровая, битовая, символьная, графическая), типу данных (константы, переменные, функции).

САПР включает семь подсистем обеспечения:

1.Техническую — технические средства.

2. Методическую — комплекс документов и правил.

3. Математическую — совокупность методов, моделей, алго­
ритмов.

4. Лингвинистическую — совокупность языков.

5. Программную — комплекс программ и документов.

6. Информационную — информация для анализа и принятия
решений.

7. Организационную — комплект документов о порядке и

правилах САПР.

 

 

При автоматизированном проектиовании технологических процессов используются табличные, сетевые и перестановочные молели, определяемые строками булевой матрицы:

 

 

 

где S_i класс моделей; F(S) – набор услвий; F_а – условие, что технологический процесс простя цепь; Fб – условие, определяющее чисо операции или переходов; Fв – условие, учитывающее переходы элементов маршрута; Fг – условие, учитывающее став технологического маршрута. Модели класса S₁ – табличные, они используется при поиске типовых решений. Модели S₂ , S₆, S₇, S₈, S₁₁ - сетевые, они описываются ориентированным графом. Модели S₃, S₄, S₅, S₉, S₁₀,S₁₂ – перестановочные, задаются графом с ориентированными циклами. Алгоритм проектирования технологического процесса показан на рис. 162.

САПР основывается на отраслевых принципах поектирования. В деревообработке САПР может быть принята на основе типизации технолгических процессов или на многоуровневом синтезе технологического процесса из элементов типвых решений. Второй принцип более эффективен. Он основан на многошаговом поэлементном фомировании технологического процесса, который образно можно представить в форме дерева,

 

 

 

вершинами которого являются операции, а ветвями — методы их совмещения. Это позволяет из простых операций нижнего уровня образовывать операции более сложной структуры. Диф­ференциация и систематизация технологических операций при этом играют важную роль. При недостаточности исходных дан­ных используются экспертные оценки. Для надежности эксперт­ного метода необходима база знаний и способы их представле­ния. Знания могут быть декларативными и процедурными. Дек­ларативные знания — множество утверждений, не зависящих от использования данных. Процедурные знания связаны с проце­дурой получения данных. Это упрощает хранение описаний воз­можных состояний и решения поставленных задач.

 

⇐ Предыдущая38394041424344454647Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: