Термин такт выпуска характерен для производства. Анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали и описание принятых методов их обеспечения. Виды поточных линий

m =1 смена – число рабочих смен в сутках.

Определим тип производства по коэффициенту серийности.

Среднее штучное время операций по базовому варианту Тштср=5,1 минут. По базовому варианту:

Вывод. Так как расчетный коэффициент kc находится в диапазоне от 10 до 20, это позволяет сделать вывод, что производство среднесерийное.

Количество изделий:

Где tx =10 дней – число дней, в течении которого хранится запас;

Фдр=250 дней – число рабочих дней в году.

Принимаем n д =87 штук.

Число запусков в месяц:

font-size:14.0pt; font-family:" times new roman>Принимаем i =3 запуска.

Уточнение количества деталей:

font-size:14.0pt; font-family:" times new roman>Принимаем n д =61 штука.

2.Разработка технологического процесса механической обработки корпуса.

2.1.Служебное назначение детали.

Деталь «Корпус» является базовой деталью. Базовая деталь определяет положение всех деталей в сборочной единице. Корпус имеет достаточно сложную форму с окнами для ввода инструмента и собираемых деталей вовнутрь. Корпус не имеет поверхностей, обеспечивающих его устойчивое положение при отсутствии сборки. Поэтому при осуществлении сборки необходимо применение специального приспособления. Конструкция заслонки поворотной не позволяет осуществлять сборку при неизменном положении базовой детали.

Деталь работает в условиях высокого давления: давление рабочее, МПа(кгс/см2) – ≤4,1(41,0); температура рабочая, 0С – ≤300. Выбранный конструкторский материал – Сталь 20 ГОСТ1050-88, соответствует предъявленным требованиям к точности детали и ее коррозионной стойкости.

2.2.Анализ технологичности конструкции детали.

2.2.1.Анализ технологических требований и норм точности и их соответствие служебному назначению.

На корпус конструктором назначен ряд технических требований, в том числе:

1.Допуск соосности отверстий Ø52Н11 и Ø26Н6 относительно общей оси Ø0,1мм. Смещение осей отверстий по ГОСТ. Данные требования обеспечивают нормальные условия работы, минимальный износ и соответственно номинальный ресурс работы уплотненных колец. Целесообразно обрабатывать эти поверхности от одних технологических баз.

2.Резьба метрическая по ГОСТ с полем допуска 6Н по ГОСТ. Эти требования определяют стандартные параметры резьбы.

3.Допуск симметричности оси отверстия Ø98Н11 относительно общей плоскости симметрии отверстий Ø52Н11 и Ø26Н8 Ø0,1мм. Данные требования обеспечивают нормальные условия работы, минимальный износ и соответственно номинальный ресурс работы уплотненных колец. Целесообразно обрабатывать эти поверхности от одних технологических баз.

4.Позиционный допуск четырех отверстий М12 Ø0,1мм (допуск зависимый). Резьба метрическая по ГОСТ. Эти требования определяют стандартные параметры резьбы.

5.Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, h 14, ± I Т14/2. Такие допуски назначены на свободные поверхности и соответствуют их функциональному назначению.

6.Гидроиспытания на прочность и плотность материала выполнять давлением Рпр.=5,13МПа(51,3кгс/см2). Время выдержки не менее 10 минут. Испытания необходимы для проверки плоплотности прокладочных и сальниковых уплотнений.

7.Маркировать:марку стали, номер плавки.

Назначение норм точности на отдельные поверхности детали и их взаимное расположение связанно с функциональным назначением поверхностей и с условиями, в которых они работают. Дадим классификацию поверхностей детали.

Исполнительные поверхности – отсутствуют.

Основные конструкторские базы:

Поверхность 22. Лишает четырех степеней свободы (двойная направляющая явная база). Точность по 11 квалитету, шероховатость R а 20мкм.

Поверхность 1. Лишает деталь одной степени свободы (опорная база). Точность по 8 квалитету, шероховатость R а 10мкм.

Схема базирования не полная, оставшаяся степень свободы – вращение вокруг собственной оси (не требуется лишения этой степени свободы базированием с точки зрения выполнения служебного назначения).

Вспомогательные конструкторские базы:

Поверхность 15. Резьбовая поверхность, отвечающая за базирование шпилек. Конструкторская вспомогательная двойная направляющая явная база. Точность резьбы 6Н, шероховатость R а 20мкм.

Поверхность 12 определяет положение втулки в осевом направлении и является установочной базой. Точность по 11 квалитету, шероховатость R а 10мкм.

Поверхность 9 отвечает за точность базирования втулки в радиальном направлении – конструкторская вспомогательная двойная опорная неявная база. Точность по 8 квалитету, R а 5мкм.

Рисунок 1. Нумерация поверхностей детали «Корпус»

Рисунок 2. Теоретическая схема базирования детали в конструкции.

Остальные поверхности свободные, поэтому на них назначена точность по 14 квалитету, R а 20мкм.

Анализ технологических требований и норм точности показал, что размерное описание детали полное и достаточное, соответствует назначению и условиям работы отдельных поверхностей.

2.2.2.Анализ конструкторской формы корпуса.

Деталь «Корпус» относится к корпусным деталям. Деталь обладает достаточной жесткостью. Деталь симметрична.

Масса детали – 11,3кг. Размеры детали – диаметр Ø120, длина 250мм, высота 160мм. Масса и размеры не позволяют перемещать ее от одного рабочего места к другому, переустанавливать его без применения грузоподъемных механизмов. Жесткость детали позволяет применять достаточно интенсивные режимы резания.

Материал детали Сталь 20 ГОСТ1050-88 – сталь, обладающая достаточно хорошими пластическими свойствами, следовательно, метод получения заготовки – либо штамповка, либо прокат. Причем, учитывая конструктивные особенности детали (перепад наружных диаметров 200-130мм), наиболее целесообразным является штамповка. Такой метод получения заготовки обеспечивает отход минимального объема металла в стружки и минимальную трудоемкость механической обработки детали.

Конструкция корпуса достаточно простая с точки зрения механической обработки. Форма детали формируется в основном из поверхностей простой формы (унифицированных) – плоских торцевых и цилиндрических поверхностей, восьми резьбовых отверстий М12-6Н, фасок. Практически все поверхности могут обрабатываться стандартным инструментом.

В детали присутствуют не обработанные поверхности. Прерывистые обрабатываемые поверхности отсутствуют. Обработанные поверхности четко разграничены друг от друга. Наружные диаметры убывают в одну сторону, диаметры отверстий убывают от середины к концам детали. Цилиндрические поверхности позволяют обрабатывать на проход, работа инструмента – на проход Ø98Н11 и Ø26Н8, и в упор Ø10,2 глубиной 22мм.

В конструкции достаточно большое число отверстий: ступенчатое центральное отверстие Ø52Н11, Ø32, Ø26Н8, резьбовое нецентральные отверстия М12. Что требует неоднократной переустановки заготовки в процессе обработки. Условия отвода стружки нормальные. При обработке осевым инструментом поверхность входа перпендикулярна оси инструмента. Условия врезания инструмента нормальные. Режим работы инструмента безударный.

Конструкция детали обеспечивает возможность обработки комплектами инструментов ряда поверхностей. Сократить количество обрабатываемых поверхностей не представляется возможным, так как точность и шероховатость ряда поверхностей детали невозможно обеспечить на этапе получения заготовки.

В детали нет единой технологической базы. При обработке потребуется переустановка для сверления отверстия М12, а также контроля соосности потребуется применение специальных приспособлений для базирования и закрепления детали. Специального оборудования для изготовления корпуса не требуется.

Таким образом, конструктивная форма детали в целом является технологичной.

2.2.3.Анализ размерного описания детали.

Конструкторской размерной базой детали является ее ось, от которой заданы все диаметральные размеры. Это позволит при применении оси в качестве технической базы обеспечить принцип совмещения баз. Это может быть реализовано при токарной обработке с применением само центрирующих приспособлений. Такая технологическая база может быть реализована наружными цилиндрическими поверхностями достаточной длины или отверстием, цилиндрической длины Ø108 и отверстием Ø90Н11 длина 250мм. В осевом направлении в размерном описании конструктором применен координатный метод задания размеров, что обеспечивает выполнение принципа совмещения баз при обработке. Для поверхностей, обрабатываемых размерным инструментом, размеры соответствуют стандартному размеру инструмента – восьми резьбовых отверстия М12.

Анализируя полноту размерного описания детали и ее служебное назначение, необходимо отметить, что оно является полным и достаточным. Точность и шероховатость соответствует назначению и условиями работы отдельных поверхностей.

Общий вывод. Анализ технологичности детали «Корпус» показал, что деталь в целом технологична.

2.3.Анализ базового технологического процесса обработки корпуса.

Базовый технологический процесс включает в себя 25 операций, в том числе:

Операции базового технологического процесса выполняются на универсальном оборудовании, с применением стандартного инструмента и оснастки, с переустановкой и сменой баз, что снижает точность обработки. В целом технологический процесс соответствует типу производства, однако можно отметить следующие недостатки:

Характеристика производства

Режим работы и фонды времени

Режим работы включает в себя количество рабочих дней в году, за исключением выходных и праздничных дней, с двумя сменами в сутки, т.к. разрабатывается автоматизированный участок. Полный календарный годовой фонд времени показывает число часов в году 24 363=8670ч.

Исключая выходные и праздничные дни, из расчета пятидневной рабочей недели длительностью 41 час, получим номинальный фонд времени ФН=4320ч.

Учитываем простои оборудования на ремонт, ФД - действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе.

ФД = 3894 час.

Определение такта выпуска

Для обоснования организации производственного процесса и определения типа производства, необходимо рассчитать средний производственный такс - и среднее штучное время - Тш.ср. изготовления изделия на основных операциях.

Такт выпуска определяется по формуле:

(мин/шт) (3.3.1)

где Фд = 3894 час;

Nг = 20000шт - годовая программа выпуска деталей;

фс = 3894 60/20000 = 11,7 мин/шт

Определение типа производства

Тип производства можно определить по численному значению коэффициента закрепления операция, расчет которого производится по ГОСТ 3.11.08-74. Приближенно тип производства может быть определено по величине коэффициента - Кс

где Тшт.ср - среднее штучное время изготовления изделия, определяется по данным действующего техпроцесса.

Тшт.ср. = 71,43/17 = 4,2 мин.

Кзо =11,6/4,2=2,7

1< Кс?10 - крупносерийное производство

Анализ технологичность конструкции детали «Ведущий вал»

Технологичность - свойство изделия, согласно которому конструкция детали должна соответствовать применению наиболее прогрессивных методов обработки или сборки при изготовлении.

Рациональные конструкции машин, обеспечивающие необходимые эксплуатационные требования не могут быть созданы без учета трудоемкости и материалоемкости их изготовления. Соответствие конструкции машин требованиям трудоемкости и материалоемкости определяют технологичность конструкции. При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции.

При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции. К ним относится:

Оптимальная форма детали, обеспечивающая изготовление заготовки с наименьшим припуском и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей;

Наименьший вес машины;

Наименьшее количество материала, применяемого в конструкции машин;

Взаимозаменяемость деталей и узлов с оптимальным значением полей допуска;

Нормализация (стандартизация) и унификация деталей, узлов и их отдельных конструкторских элементов.

Основные требования по технологичности конструкции деталей машиностроения излагается в литературе.

Конструкции детали должны состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов (КЭД) или быть стандартной в целом. Детали должны изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Размеры детали должны иметь оптимальную точность. Шероховатость поверхностей должна быть оптимальной. Физико-химические и механические свойства материала детали, её жесткость, форма, размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления (включая процессы отделочно-упрочняющей обработки, нанесения антикоррозийных покрытий и т.п.), а также хранения и транспортировки.

Базовая поверхность детали должна иметь оптимальные показатели точность и шероховатости поверхности, которые обеспечивают требуемую точность установки, обработки и контроля.

Заготовки для изготовления деталей должны быть получены рациональным способом с учетом материала, заданного объема выпуска и типа производства. Метод изготовления деталей должен обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей. Конструкция детали должны обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Отработку технологичности детали «Ведущий вал» на технологичность проведем в соответствии с Методическими указаниями .

Для условий серийного и мелкосерийного производства годовая программа выпуска изделия не выполняется вся сразу, а разбивается на партии. Партия деталей – это количество деталей, одновременно запускаемых в производство. Разбивка на партии объясняется тем, что заказчику часто не нужна сразу вся годовая программа, а необходимо равномерное поступление заказанных изделий. Другим фактором является уменьшение незавершенного производства: если необходимо собрать, например, 1000 редукторов, то изготовление 1000 валов №1 не позволит собрать ни одного редуктора до тех пор, пока не будет в наличии хотя бы одного комплекта.

Размер партии деталей влияет:

1. На производительность процесса и его себестоимость за счет доли времени подготовительно-заключительных работ (T п.з.) на одно изделие

t шт.-к. = t шт + T п.з. /n , (8.1)

где t шт.-к. - штучно-калькуляционное время на технологическую операцию; t шт – штучное время на технологическую операцию; n – размер партии деталей. Чем больше размер партии, тем меньше штучно-калькуляционное время на технологическую операцию.

Подготовительно-заключительное время (T п.з.) – это время для выполнения работ по подготовке к обработке деталей на рабочем месте. В это время входит:

1. время на получение задания у мастера участка (операционной карты с эскизом детали и описанием последовательности обработки);

2. время на ознакомление с заданием;

3. время на получение необходимых режущих и измерительных инструментов, технологической оснастки (например, трёхкулачкового самоцентрирующего или четырёхкулачкового не самоцентрирующего патрона, сверлильного патрона, жёсткого или вращающегося центра, неподвижного или подвижного люнета, цангового патрона с набором цанг и т.п.) в инструментальной кладовой;

4. время на доставку требуемых заготовок к рабочему месту (при нецентрализованной доставке заготовок);

5. время на установку на станке требуемых приспособлений и выверку их;

6. время на установку на станке требуемых режущих инструментов, настройку на требуемые размеры при обработке двух – трёх пробных деталей (при обработке партии деталей);

7. время на сдачу обработанных деталей;

8. время на уборку станка от стружки;

9. время на снятие приспособлений и режущих инструментов со станка (если не будут использоваться в следующей рабочей смене);

10. время на сдачу приспособлений, режущих и измерительных инструментов (которые не будут использоваться в следующей рабочей смене) в инструментальную кладовую.

Обычно подготовительно-заключительное время составляет от 10 до 40 минут в зависимости от точности и сложности обработки, сложности выверки приспособлений и настройки на размеры.

2. На величину площади цеха : чем больше партия, тем больше места требуется для складирования.

3. На себестоимость продукции через незавершенное производство : чем больше партия, тем больше незавершенное производство, тем выше себестоимость продукции. Чем больше стоимость материалов и полуфабрикатов, тем больше влияние незавершенного производства на себестоимость продукции.

Размер партии деталей рассчитывается по формуле

n = N ´ f / F , (8.2)

где n – размер партии деталей, шт.; N – годовая программа изготовления всех деталей всех групп, шт.; F – число рабочих дней в году; f – число дней запаса хранения деталей перед сборкой.

Таким образом, N /F – дневная программа выпуска, шт. Число дней запаса хранения деталей перед сборкой f = 2…12. Чем больше размеры детали (больше требуется места для хранения), чем дороже материал и изготовление (больше требуется денег, больше отдавать по кредитам), тем меньше устанавливается число дней запаса хранения деталей перед сборкой (f = 2..5). На практике f = 0,5…60 дней.

Для поточного производства характерным является такт запуска и такт выпуска

t з =F д m /N зап, (8.3)

где t з – такт запуска, F д m – действительный фонд времени оборудования для соответствующей сменности работы m , N зап – программа запуска заготовок.

Аналогично определяется и такт выпуска

t в =F д m /N вып, (8.4)

где N вып – программа выпуска деталей.

В связи с неизбежным появлением брака (от 0,05% до 3%) программа запуска должна быть больше программы выпуска на соответствующую долю.

Требования к квалификации рабочих невысокие.

Контроль бывает активный и пассивный.

Пассивный контроль выполняют после окончания работы, и он ставит целью регистрацию брака.

Активный контроль выполняется в процессе обработки заготовки и его цель – предупреждение брака, например, при достижении заданного размера станок отключается.

В крупносерийном и массовом производстве организовывают поточные линии: станки устанавливаются по ходу выполнения технологического процесса, заготока передвигается от станка к станку, либо синхронно такту выпуска (прямоточное производство), либо без выполнения принципа синхронизации операции.

Такт выпуска

Ф д – действительный годовой фонд работы оборудования в 1 смену (Ф д »2015).

n – количество смен работы.

N – годовой объем выпуска изделий.

60 – коэффициент перевода, часы в мин.

Такт выпуска - это время между выпуском или запуском в производство двух смежных единиц продукции.

В КС и МС производстве часто применяется синхронизация операций, т.е. их дистанция равна или кратна такту.

Поточная линия с не синхронизируемыми операциями называется переменно-поточной, в этом случае на отдельную операцию предусматривают методом задела.

В СС производстве наиболее целесообразной является групповая форма организации технологического процесса.

Сущность ее состоит в том, что создаются предметно-замкнутые участки по изготовлению группы технологически и конструктивно подобных изделий. Например, участок валов, шкивов.

Рисунок 4 - Структура ТПП

направленных на разработку, подготовку к выпуску и выпуск нового вида продукции.

Научная ПП ставит своей целью проведение исследований по возможности применения в новом изделии передовых достижений естественных и прикладных наук.

Конструкторская ПП ставит своей целью подготовку конструкторской документации на новое изделие (сборочные, монтажные, инструкции). Реализуется КПП в отделе главного конструктора.

ТПП – это комплекс мероприятий, направленных на подготовку к выпуску нового изделия.

Исходная информация – конструкторская документация и объем выпуска.

Первая функция – отработка на технологичность, ее цель уверенность технолога в возможности изготовления изделия в данных производственных условиях.

Проектирование и изготовление СТО: конструкторское бюро оснастки и инструментальное производство находятся в сфере влияния главного технолога.

Управление ТПП. Ее функции.

Организация ПП – подготовка материалов, комплектующих изделий.

4 Производственный и технологический процессы и их структура.

Для изготовления машины способной выполнять свое служебное назначение необходимо выполнить комплекс работ по преобразованию исходного материала в детали, сборочные единицы и изделия в целом.

Весь комплекс этих мероприятий составляет комплексный процесс.

Согласно ГОСТ 14003-83 производственный процесс – это совокупность действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии, для изготовления или ремонта изделий.

Производственный процесс состоит из технологических процессов: заготовительный (литье, ковка и т.д.); механическая обработка, термообработка, транспортировка и т.д.

Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению или определению состояния предмета труда.

Определение – это контрольная операция.

Рисунок 5 – Структура технологического процесса.

Технологические операции – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

В технологическом процессе операции нумеруются через 5.

Например: 5,10… или 05,10…

Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы.

В технологической документации установы обозначаются буквами А, Б и т.д.

Рисунок 6 – Схема обозначения установов.

Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовки вместе с приспособлением относительно режущего инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. Позиции в технологической документации обозначаются римскими цифрами.

Понятие позиция присутствует в операциях, выполняемых на многошпиндельных станках, а также на станках типа обрабатывающие центры.

Например, позиции для многошпиндельного вертикального автомата.

Такое использование оборудования называется работой по двух индексной схеме.

Операция состоит из двух установов и 8 позиций.

На станках типа обрабатывающие центры часто обрабатываются корпусные заготовки с использованием поворотных столов. Это дает возможность обработать заготовку с разных сторон при одном неизменном закреплении. Обработка каждой стороны будет представлять отдельную позицию.

Рисунок 9 – Обработка 3 х граней на станке.

Технологический переход – это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей при неизменных технологических режимах.

Вспомогательный переход – это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека (или оборудования) не сопровождаемая изменением формы, размеров или шероховатостей поверхностей, но необходимая для выполнения технологического перехода. Например, установить заготовку, снять.

Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатостей и других свойств заготовок.