Инструментального хозяйства

Назначение и состав

Назначение инструментального хозяйства предприятия — своевременное и в полном объеме удовлетворение потребностей производственных подразделений предприятия в технологической оснастке с минимальными затратами. Современное высокотехнологичное производство требует высокой оснащенности приспособлениями, пресс-формами, моделями, штампами, режущими, измерительными, вспомогательными инструментами и приборами, объединяемыми в общий комплекс технологической оснастки. На каждом машиностроительном предприятии используется технологическая оснастка десятков и сотен тысяч наименований, от качества которой и своевременности обеспечения ею рабочих мест зависят результаты производства и деятельности предприятия в целом. Затраты на инструмент и другую технологическую оснастку составляют от 5 до 30% стоимости оборудования, их удельный вес в себестоимости выпускаемой продукции - от 1,5 до!5%; затраты тем выше, чем выше серийность или массовость производства. Это связано с тем, что по мере увеличения серийности (массовости) производства более широко применяются специальные виды оснастки, что увеличивает расходы на ее проектирование и изготовление. При этом создаются предпосылки для снижения эксплуатационных расходов за счет улучшения инструментального обслуживания производства, роста масштабов и концентрации работ в специализированных подразделениях инструментального хозяйства. Рациональная организация инструментального обслуживания производства способствует повышению производительности, улучшению качества выпускаемой продукции и снижению ее себестоимости, является необходимым элементом производственной среды для реализации в производстве концепций ЛТ и TQM. Основными задачами инструментального хозяйства предприятия являются определение потребности и планирование обеспечения предприятия оснасткой; нормирование расхода оснастки и поддержание ее запасов на требуемом уровне; обеспечение предприятия покупной оснасткой, организация собственного производства оснастки; организация учета и хранения, обеспечения рабочих мест оснасткой:

• организация рациональной эксплуатации оснастки и технический надзор;
• организация восстановления оснастки;
• контроль внедрения;
• учет и анализ эффективности использования оснастки.

Инструментальное хозяйство машиностроительного предприятия включает ряд общезаводских и цеховых подразделений, которые под руководством инструментального отдела (управления) осуществляют закупки, проектирование и изготовление, хранение, доставку, эксплуатацию, восстановление и утилизацию оснастки. В цехах, как правило, имеются бюро инструментального хозяйства (БИХ).

К общезаводским подразделениям относятся инструментальные цехи (или цех), центральный инструментальный склад (ЦИС), база восстановления инструмента (может быть развернута в инструментальном цехе), измерительные лаборатории. К цеховым подразделениям относятся цеховые инструментально-раздаточные кладовые (ИРК), заточные и ремонтные отделения (базы, участки) в цехах. Состав инструментального хозяйства зависит от типа производства и размера предприятия, особенностей его производственной структуры, применяемых технологических процессов и оборудования. На крупных заводах может быть несколько инструментальных цехов с предметной специализацией, обслуживающих потребности литейных, кузнечных и механических цехов основного производства. На небольших заводах может быть один инструментальный цех или даже участок в одном из механических цехов. Заточные и ремонтные отделения создаются только в крупных цехах — потребителях инструмента, в остальных случаях они создаются в инструментальном цехе.

Централизованное управление инструментальным хозяйством предприятия осуществляет инструментальный отдел, подчиненный главному технологу или непосредственно главному инженеру. Современной тенденцией является централизация под руководством инструментального отдела не только функций планирования, закупки, конструирования, подготовки производства, изготовления инструмента, но и его эксплуатации. Для этого на предприятии может быть создан объединенный цех эксплуатации инструмента, объединяющий все ранее децентрализованные цеховые подразделения по эксплуатации инструмента. В состав инструментального отдела обычно входят бюро или группы: конструирования и технологии изготовления инструмента, планирования, нормативов, технадзора.

Конструкторско-технологическое бюро разрабатывает конструкцию и технологию изготовления нового инструмента собственного производства; обычно специальный инструмент первого порядка, который используется при изготовлении товарной продукции предприятия, разрабатывается в отделе главного технолога, в инструментальном отделе - специальный инструмент второго порядка, который используется при изготовлении инструмента первого порядка. Планово-экономическое бюро определяет потребность в инструменте по отдельным цехам и заводу в целом, составляет планы по производству инструмента для инструментальных цехов завода и закупки на стороне, ведет учет и контроль их выполнения, определяет лимиты отпуска инструмента цехам. Группа нормативов ведет работу по классификации и индексации инструмента; устанавливает нормы расхода и оборотный фонд по различным видам инструмента, по отдельным цехам и заводу; контролирует соблюдение цехами и ЦИС установленных норм расхода и запасов; разрабатывает инструкции и правила эксплуатации инструмента. Группа технадзора состоит из инспекторов, в задачи которых входит контроль правильности хранения и эксплуатации инструмента в цехах завода; выявление причин и виновников неправильной эксплуатации, преждевременного выхода его из строя; проверка норм стойкости, износа, запаса инструмента и участие в их корректировке; участие в разработке мероприятий по обеспечению правильной эксплуатации, сокращению расхода и запасов инструмента; проверка правильности заточки, ремонта и восстановления инструмента, хранения его в ЦИС, контроль за своевременностью проверки измерительного инструмента.

Определение потребности в инструменте. Для определения потребности в инструменте на какой-либо период времени необходимо установить номенклатуру потребляемого инструмента, расход инструмента по каждому типоразмеру, запасы или оборотный фонд инструмента.

Расчет расхода инструмента. Количество инструмента, которое полностью потребляется в производстве за определенный период, называется расходом инструмента.

Применяются три метода расчета расхода инструмента: статистический, по нормам оснастки и по нормам расхода.

1) Статистический метод расчета. При этом методе по отчетным данным за прошлый период (обычно год) определяется фактический расход инструмента, приходящийся на единицу выпуска продукции в стоимостном выражении или на 1000 часов работы оборудования той группы, на которой используется соответствующий инструмент. Расход инструмента, приходящийся на единицу выпуска продукции в стоимостном выражении, может быть определен суммарно по данным бухгалтерского учета. Умножение этого расхода на общий объем выпуска продукции в плановом периоде даст расход инструмента за этот период. Разбивка инструмента по группам, подгруппам и т. д. производится по их удельному весу в общем расходе, определяемому по отчетным данным завода. Расход инструмента в натуральном выражении по каждому виду или типоразмеру определяется делением расхода в денежном выражении на среднюю себестоимость единицы данного вида инструмента. По актам убыли инструмента может быть определен расход его и в натуральном выражении по каждому виду или типу на единицу выпуска продукции в стоимостном выражении и на весь выпуск в плановом периоде.

Зная фактический расход инструмента в стоимостном или натуральном выражении и время работы оборудования за отчетный период, можно определить расход инструмента на 1000 часов работы соответствующей группы оборудования. По времени работы этой группы оборудования в плановом периоде определяется общий расход инструмента за этот период. Во всех случаях планируемый расход должен быть скорректирован с учетом организационно-технических мероприятий по сокращению расхода инструмента, намеченных на заводе в плановом периоде. Статистический метод расчета расхода инструмента может дать значительную погрешность, потому его следует применять лишь в единичном и мелкосерийном производстве (в том числе для вспомогательных производств) и для расчета расхода инструмента, по которому трудно установить сроки службы (слесарно-сборочный, некоторые виды мерительного).

2) Метод расчета по нормам оснастки. Под нормой оснастки понимается количество инструмента, которое должно одновременно находиться на соответствующем рабочем месте в течение всего планового периода.

По этому методу рассчитывается главным образом инструмент долговременного пользования, выдаваемый рабочему по инструментальным книжкам, находящийся у него до полного износа (универсальный режущий, мерительный, вспомогательный, универсальный кузнечный, литейный и др.) и применяемый во вспомогательных производствах.

3) Метод расчета по нормам расхода. Под нормой расхода понимается количество инструмента данного типоразмера, расходуемого (изнашиваемого) при обработке одной детали или изделия. Для удобства расчета часто норму расхода инструмента определяют на 100 или 1000 штук деталей (изделий). Расход инструмента определяется как сумма произведений нормы расхода и количества единиц продукции, подлежащих выпуску в планируемом периоде.

Расход штампов и приспособлений в единичном и мелкосерийном производстве определяется путем расчетов, аналогичных расчетам в массовом и серийном производстве. Значения отдельных показателей для расчета расхода инструмента в зависимости от его типоразмера, материала, из которого он изготовлен, и обрабатываемого материала определяются по соответствующим справочникам.

Организация инструментального хозяйства предприятия. Каждое из подразделений, входящих в состав инструментального хозяйства предприятия, требует рациональной организации.

Организация работы центрального инструментального склада. Функциями ЦИС являются приемка, хранение, учет и выдача инструмента цехам.

Приемка инструмента. Весь инструмент, изготовленный инструментальными цехами или закупленный на стороне, должен поступать на ЦИС. Громоздкий инструмент передается непосредственно в цех с соответствующим оформлением документов через ЦИС. Инструмент, поступающий со стороны, принимается по сопроводительным документам (счетам-фактурам, накладным и т. п.); при приемке количество его проверяется работниками ЦИС, а качество — контрольным пунктом ОТК на ЦИС. Инструмент, поступающий на ЦИС из инструментальных цехов, принимается по накладным и качественной приемке на ЦИС не подвергается, (его приемка осуществляется в инструментальных цехах).

Учет инструмента. На каждый типоразмер инструмента, хранимого на ЦИС, заводится учетная карта. Учет прихода ведется на основании документов, поступающих вместе с партией инструмента, а учет расхода — по документам выдачи инструмента цехам. В этой же карте обозначаются места хранения и размеры запасов на ЦИС.

Выдача инструмента. Выдача инструмента цехам производится в соответствии с их потребностью согласно нормам расхода и планам производства. Могут устанавливаться лимиты для каждого цеха, тогда выдача инструмента осуществляется в пределах установленного лимита. При постоянстве потребности инструмент должен выдаваться в том количестве, в котором изношенный или поломанный инструмент был бы сдан цехом на базу восстановления или в утиль в соответствии с актами убыли (поломки). Отступления от этого порядка допускаются в случае необходимости пополнения оборотного фонда цеха или при получении цехом инструмента впервые.

Организация работы цеховых инструментально-раздаточных кладовых. Основными функциями цеховых ИРК является получение инструмента из ЦИС, его хранение и учет, выдача на рабочие места и приемка с рабочих мест, отправка в переточку, ремонт, проверку и последующая приемка, списание изношенного инструмента и отправка на восстановительную базу или в утиль. Порядок хранения инструмента в ИРК аналогичен порядку его хранения на ЦИС. Специальный инструмент располагается в стеллажах по де-тале-операциям или рабочим местам; в мелкосерийном и единичном производстве — по индексам (номерам) инструмента. Инструмент, требующий заточки, ремонта или проверки, должен храниться в ИРК отдельно от годного, в специальном отделении.

Учет инструмента в ИРК ведется так же, как и на ЦИС, по картам учета. Приходуется инструмент на основании требований, накладных или лимитных карт. Списание в расход производится на основании актов убыли (износа, поломки или утери) инструмента, в которых указываются причины и виновники преждевременного выхода инструмента из строя. По этим актам изношенный инструмент сдается на базу восстановления или в утиль. Учетные карты хранятся в картотеке в порядке индексов (номеров) инструмента.

Весь инструмент, поступивший в ИРК с рабочих мест, должен подвергаться технической проверке и сортировке на контрольно-проверочном пункте. Инструмент, требующий ремонта или заточки, направляется соответственно в ремонт (в инструментальный цех или ремонтное отделение цеха) или заточку. На непригодный инструмент составляют акт убыли, после чего его направляют на базу восстановления или в утиль. Дополнительной функцией ИРК при активной системе обеспечения рабочих мест инструментом является комплектация инструментальных наладок. Поскольку по заранее разработанному графику в соответствии с оперативным планом производства комплекты инструмента должны доставляться на определенные рабочие места из ИРК взамен отработавших, требуется предварительная подготовка и формирование таких комплектов инструмента по комплектовочным картам, передаваемым в ИРК заблаговременно вместе с графиком подачи инструмента на рабочие места. В условиях автоматизированного производства подготовленные в ИРК комплекты инструмента могут подаваться по графику непосредственно к производственным модулям или в автоматические транспортно-складские системы, для восполнения хранимого в них запаса инструмента. В крупных механических цехах может быть несколько ИРК для обслуживания отдельных пролетов или участков. Инструментально-раздаточная кладовая должна быть расположена по возможности в центре цеха или участка.

Организация работы инструментального цеха. Инструментальный цех должен изготавливать специальный инструмент для основных цехов (для выпускаемых и вновь осваиваемых заводом изделий), вспомогательных цехов и служб завода, в том числе инструмент второго порядка (инструмент для изготовления инструмента), производить ремонт и заточку инструмента. Выпуск инструмента, как правило, относится к единичному и мелкосерийному производству. Только на крупных заводах с массовым выпуска продукции инструментальное производство приближается к серийному типу.

Основные участки инструментального цеха могут быть как предметными, так и технологическими, в зависимости от необходимого количества того или иного инструмента и загрузки оборудования. Например, в крупном инструментальном цехе могут быть следующие основные участки и отделения: заготовительное, кузнечное, термическое, металлопокрытий, режущего инструмента (с выделением иногда участка резцов и участка заточки нового инструмента), мерительного, вспомогательного инструмента, штампов, моделей и приспособлений. В небольшом инструментальном цехе могут быть заготовительный, механический и слесарный участки. К числу основных отделений или участков относятся также участки по восстановлению инструмента и его заточке (если производится заточка инструмента для других цехов). Вспомогательные участки те же, что и в механических цехах.

Количество оборудования, необходимого для инструментального цеха, может быть определено, если установлены годовая потребность в инструменте каждого типоразмера, изготовляемом в этом цехе, и технология с нормами времени на его изготовление. Необходимое количество оборудования в данном случае рассчитывается обычными методами. При этом количество оборудования для изготовления инструмента второго порядка устанавливается в процентах от общей потребности в оборудовании для изготовления инструмента первого порядка для всех цехов завода (за исключением инструментальных). Для режущего инструмента это примерно 15%, для мерительного инструмента и приспособлений — 10%. Необходимо также учесть потребность в восстановлении и ремонте инструмента, которая может составлять около 20% от общей потребности в оборудовании на изготовление инструмента.

Техническая подготовка производства нового специального инструмента в инструментальном цехе крупного машиностроительного завода осуществляется на основании чертежей на инструмент первого порядка, поступающих в цех из инструментального отдела.

Поступающие в инструментальный цех спецификации и заказы должны регистрироваться в планово-диспетчерском бюро (ПДБ) цеха (для целей дальнейшего контроля технической и материальной подготовки и изготовления инструмента) и передаваться в бюро подготовки производства инструментального цеха. Спецификации и наряды одновременно служат и планово-учетными документами. Карты технологических процессов изготовления нового инструмента целесообразно объединять с маршрутными картами, чтобы не переписывать технологический процесс и нормы времени из технологических карт в маршрутные карты или рабочие наряды, чтобы один документ служил для технологических и планово-учетных целей. На небольших машиностроительных заводах техническая подготовка производства инструмента сосредоточивается в отделе главного технолога завода.

Оперативно-производственное планирование в инструментальном цехе осуществляется в основном так же, как и в механических цехах с единичным и мелкосерийным производством. Инструментальный отдел завода выдает цеху месячную производственную программу, составляемую по группам инструмента, которые должны соответствовать основным участкам инструментального цеха. Инструмент, выпускаемый впервые для вновь осваиваемых заводом изделий или вспомогательных цехов и служб завода, включается в месячную программу в соответствии с планом-графиком технической подготовки новых производств или по заявкам вспомогательных цехов и служб завода. Работы по заточке, ремонту и восстановлению инструмента включаются суммарно в нормо-часах, определяемых процентом от трудоемкости изготовления инструмента или по поступившим от цехов заявкам за предыдущий месяц. В месячной программе должен быть предусмотрен резерв в загрузке оборудования для выполнения внеплановых (случайных) работ. На основании месячной программы для цеха ПДБ составляет месячные задания для участков.

Основные технико-экономические показатели инструментального хозяйства:

• снижение расхода инструмента в процентах к плановому расходу определяется делением разности между расходом по плану и фактическим расходом инструмента в денежном выражении по заводу на расход по плану;
• доля расходов на инструмент в себестоимости выпускаемой продукции определяется как отношение расхода инструмента в денежном выражении по заводу к себестоимости товарной продукции завода;
• размер оборотного фонда инструмента по заводу в днях или в процентах к месячному (годовому) расходу определяется делением среднегодового остатка инструмента в денежном выражении по заводу на среднедневной или месячный расход инструмента;
• затраты на восстановление инструмента в процентах к общему расходу или объему собственного производства инструмента определяются по данным бухгалтерского учета;
• доля специального инструмента в общем расходе инструмента — расход специального инструмента в денежном выражении по заводу определяется по данным бухгалтерского учета;
• доля покупного инструмента в общем расходе инструмента определяется как отношение затрат на покупку инструмента к общему расходу инструмента в денежном выражении.

Основные направления совершенствования организации и планирования инструментального хозяйства промышленного предприятия: повышение уровня стандартизации инструмента, расширение области применения универсально-сборных и универсально-насадочных приспособлений, более широкое использование типовых технологических процессов; концентрация производства однотипной специальной оснастки, расширение объемов восстановления инструмента на специализированных инструментальных заводах и в цехах, комплексная механизация и автоматизация инструментального производства и хозяйства; внедрение прогрессивных форм обеспечения рабочих мест инструментом с усилением технического надзора за его состоянием, совершенствование нормативной базы, планирования и учета в инструментальном хозяйстве на основе современных информационных технологий.

 

 

Подготовка инструмента

 

При подготовке к работе фрезы затачивают, собирают и балансируют. Насадные составные затылованные (так называемые фрезы с кривым затылком резца) и цельные фрезы затачивают только по передней грани таким образом, чтобы наклон грани к радиусу оставался постоянным и равным 30°. Насадные составные незатылованные фрезы (так называемые фрезы с остроконечными резцами) и цельные затачивают только по передней и задней граням. Фрезы затачивают на полуавтоматах или универсальных заточных.станках..Съемные резцы сборных фрез и ножевых головок затачивают по задней грани на ножеточильных полуавтоматах, а фасонные профили ножей — на универсальном оборудовании с использованием специальных контрольных шаблонов.

При заточке насадных цельных фрез радиальное биение резцов не должно превышать 0,03 мм, торцовое биение боковых граней резцов 0,04 мм, отклонение углов заточки от номинальных допускается не более ±1°, углов поднутрения и косой боковой обточки от номинальных углов — не более 0,5°. Шероховатость передних, задних и боковых поверхностей должна быть не более 2,5 мкм для стальных и 1,25 — для твердосплавных резцов. Местные выкрашивания лезвий, трещины, забоины на посадочных поверхностях фрезы не допускаются.

Резцы в корпус сборной фрезы устанавливают на станке или вне его (в заточной мастерской или на столе у станка). При сборке следует обращать особое внимание на правильную установку ножей, на состояние корпуса и проставочных колец.

Для сборки фрез применяют контрольно-установочные приспособления. Существует такое приспособление для сборки фрез небольшого размера. Оправка приспособления имеет два различных диаметра для установки ножей во фрезах с разными диаметрами посадочных отверстий. Она закреплена за среднюю часть стойки. Длина каждой консоли оправки равна двойной наибольшей высоте фрезы.

При закреплении ножей фрезу устанавливают в положение и выверяют с помощью индикатора часового типа, закрепленного на стойке в штативе, левые концы всех ножей в сечении. Затем, не изменяя положения индикатора, фрезу перемещают в другое положение и выверяют правые концы ножей в сечении. Если отклонения стрелки индикатора в обоих, положениях одинаковы, значит ножи установлены параллельно оси фрезы.

После закрепления ножей в корпусе фрезы центр масс ее обычно не совпадает с осью вращения вследствие разности масс резцов, крепежных элементов, неточности сборки, а также ряда других причин. Такую фрезу называют неуравновешенной. При работе неуравновешенной фрезой возникают переменные возмущающие силы, вызывающие вибрацию фрезы, станка и обрабатываемой заготовки, что приводит к ухудшению качества обработки, повышению уровня шума, ускоренному износу подшипников фрезерного шпинделя, а порой и к поломке узлов станка.

Произведение неуравновешенной массы на величину ее смещения относительно оси вращения (эксцентриситет) называют дисбалансом, а процесс уменьшения дисбаланса — балансировкой. Особенно важна балансировка инструмента при высоких частотах вращения шпинделя. В таких случаях даже незначительный дисбаланс вызывает большую инерционную силу, направленную по радиусу от оси вращения фрезы.

Различают статическую и динамическую балансировку. Насадные фрезы, длина которых меньше их диаметра, обычно балансируют статически, т. е. без вращения фрезы на рабочих скоростях вращения. Статическую балансировку фрез производят на приспособлении. Оно состоит из основания и двух горизонтальных и параллельных направляющих в виде но­жей. Фрезу насаживают на балансировочную оправку и устанавливают на ножи приспособления. При этом фреза повернется, и более тяжелая ее часть окажется внизу. Нижнее положение фрезы отмечают мелом. На оправку надевают втулку со сменным грузиком так, чтобы он располагался в верхней, более легкой части фрезы.

Если после установки грузика фреза будет занимать безразличное положение (т. е. устанавливаться в разных положениях), то, взвешивая грузик на технических весах, определяют величину неуравновешенной массы. Произведение неуравновешенной массы на радиус ее крепления (эксцентриситет) дает величину дисбаланса. Для фрез массой до 10 кг и диаметром 120—180 мм допускаемый остаточный дисбаланс не должен превышать 30— 50. При массе фрезы более 10 кг остаточный дисбаланс должен быть не более 10 на каждые 2 кг массы фрезы. Корректируют массу фрезы, стачивая или высверливая металл с тяжелой ее части, отмеченной мелом, в нерабочей зоне или регулируя корректирующие винты.

Концевые фрезы, особенно эксцентрично закрепленные относительно оси шпинделя, необходимо тщательно балансировать вместе с патроном. На плоскую плиту, выставленную по уровню в двух направлениях строго горизонтально с помощью регулируемых опор, устанавливают втулку с дисками. Патрон с фрезой и балансировочными винтами укрепляют во втулке и слегка подталкивают ее. При перекатывании втулка остановится тяжелой частью вниз. Выворачивая с этой части патрона балансировочные винты (или добавляя их с противоположной стороны), добиваются, чтобы втулка с фрезой каждый раз останавливалась на плите в разных положениях. Концевые фрезы балансируют при каждой установке их в патрон. Существуют рекомендованные заводом-изготовителем комплекты и места установки балансировочных винтов для различных номеров патронов, обеспечивающие в зависимости от диаметра фрезы и длины фиксирующего винта необходимую сбалансированность патрона с инструментом в сборе.

Следует отметить, что фрезы малого диаметра (до 7 мм включительно) на станках типа ВФК устанавливают в патроне через промежуточные патроны, после чего балансируют в порядке, описанном выше.

Динамическую балансировку фрез выполняют на балансировочных станках ДБ-10 (максимальная масса фрезы 10 кг), или ДБ-50 (для фрез массой до 50 кг). Порог чувствительности балансировочного станка по значению дисбаланса, т. е. наименьшее изменение дисбаланса, которое может выявить и показать станок, для ДБ-10 составляет 0,5-3, для ДБ-50 — 3-15.

ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: