Смотреть что такое "Технологический процесс" в других словарях. Понятие о технологическом процессе производства Технологический процесс как оформить

05.12.2023 Дети

Чтобы быстро и правильно обработать деталь, нужно заранее предусмотреть наиболее целесообразную последовательность обработки, выбрать станок, на котором должна производиться обработка, выбрать режущие и измерительные инструменты, а также приспособления, необходимые для обработки, назначить режимы резания. Эти данные, определяющие весь процесс обработки заготовки до ее превращения в готовую деталь, установленные заранее техническим документом, составляют технологический процесс .

Технологический процесс является основой организации всего производства. На основании разработанного технологического процесса определяется количество необходимого оборудования, инструмента и приспособлений, число рабочих и обслуживающего персонала для выполнения заданной программы по выпуску деталей.

Технологический процесс связывает между собой все звенья производства. Поэтому точное соблюдение установленного технологического процесса является необходимым условием правильной организации производства. Технологический процесс на производстве является законом, который никому нельзя нарушать.

2. Элементы технологического процесса

Технологический процесс может состоять из одной или нескольких операций.

Операцией называется законченная часть технологического процесса обработки одной или нескольких деталей, которая выполняется на одном станке одним рабочим.

Новая операция начинается тогда, когда рабочий, закончив часть обработки у всей партии деталей, приступает к дальнейшей обработке той же партии деталей, либо переходит к обработке новых деталей.

Поясним понятие «операция» на примере обработки конуса муфты (рис. 281), изготовляемого из литой заготовки, имеющей отверстие диаметром 38 мм.

На рис. 282 показана схема последовательности обработки для случая, когда рабочий обрабатывает каждую деталь от начала до конца. Такое построение технологического процесса применяют только при изготовлении единичных деталей. Заготовка устанавливается в патрон и обрабатывается с одной стороны: подрезается торец (рис. 282, а); обтачивается цилиндрическая поверхность до 80Х 4 на длину 65 мм (рис. 282, б); растачивается отверстие 40А 3 (рис. 282, в); вытачивается фаска 2 X 45° (рис. 282, г); вытачивается канавка шириной 10 мм до 064 мм (рис. 282, д). Затем заготовка устанавливается обточенной поверхностью 80Х 4 в патрон с расточенными кулачками; подрезается второй торец в размер 90мм (рис. 282, е); вытачивается фаска 2x45° (рис. 282, ж); обтачивается конус с углом уклона 10° (рис. 282, з). После окончательного изготовления первой детали рабочий переходит к изготовлению следующей детали. Технологический процесс, построенный таким образом, состоит из одной операции .

На рис. 283 показан пример, когда партия тех же деталей обрабатывается за две операции. Сначала все детали партии обрабатываются последовательно по всем размерам с одной стороны (рис. 283, а-д) - это составляет I операцию. Затем у всех деталей партии, последовательно устанавливаемых другой стороной, обрабатываются остальные поверхности детали (рис. 283, е-з). Это составляет II операцию технологического процесса.

Иногда технологический процесс расчленяют на более мелкие операции рис. 284. Например, сначала последовательно у всех деталей партии подрезают торец и обтачивают наружную цилиндрическую поверхность (рис. 284, а-б); это будет I операция. Затем подрезают торец в размер 90 мм у всех деталей партии, растачивают отверстие 40А 3 насквозь и вытачивают фаску 2 х 45° (рис. 284, в-д) - это будет II операция. Затем обтачивают отдельно коническую поверхность (рис. 284, е), что составляет III операцию. Наконец вытачивают канавку шириной 10 +0,1 мм до 64 мм и фаску 2 X 45° (рис. 284, ж-д). Это будет IV операция.

Таким образом, операция может быть простой, содержащей один-два вида обработки (см. рис. 284, е, ж,з), и сложной, содержащей несколько видов обработки.

Установка . Операция может состоять из одной или нескольких установок. Установкой называется часть операции, которая выполняется в период между закреплением заготовки и ее раскреплением.

Рассмотрим это на примере обработки конуса муфты. В первом варианте (см. рис. 282) технологический процесс состоит из одной операции, но в этой операции две установки. Первая установка А включает в себя всю обработку заготовки с одной стороны и растачивание сквозного отверстия диаметром 40А 3) (см. рис. 282, а-д), после чего деталь снимается со станка. Вторая установка Б начинается с закрепления заготовки другой стороной и включает в себя подрезание торца в размер 90 мм, вытачивание фаски 2 X 45° и обтачивание конуса (см. рис. 282, е-з).

Во втором варианте (см. рис. 283), когда партия тех же деталей обрабатывается за две операции, общее число установок остается то же, но здесь каждая операция состоит из одной установки.

В третьем варианте (см. рис. 284), когда партия деталей обрабатывается за четыре операции, число установок будет также четыре. Могут быть случаи, когда одна из операций содержит две установки, а остальные - по одной и наоборот.

Переход . Операция может состоять из одного или нескольких переходов. Переходом называется часть операции, выполняемая над поверхностями детали при неизменной установке инструментов и неизменных режимах резания. Следующий переход начинается тогда, когда изменится какое-либо из этих условий: либо изменится поверхность обработки, либо режущий инструмент, либо режимы резания.

Для пояснения используем рассмотренные выше примеры обработки конуса муфты. При изготовлении этой детали за одну операцию (см. рис. 282) первый переход заключается в подрезании торца (см. рис. 282, а). Обработка в этом случае производится проходным отогнутым резцом с определенным режимом резания.

При обтачивании цилиндрической поверхности диаметром 80Х 4 (см. рис. 282, б) резец остается тот же, не изменяется и режим резания, изменяется только поверхность обработки: вместо торца обрабатывается цилиндрическая поверхность заготовки, следовательно, меняется - переход. Таким образом, обтачивание цилиндрической поверхности 80Х 4 является вторым переходом. При растачивании отверстия (см. рис. 282, в) изменяются режим обработки, режущий инструмент и поверхность обработки, следовательно, меняется и переход. Вытачивание канавки (см. рис. 282, д), где вновь меняются резец, режим резания и поверхность обработки, будет пятым переходом, подрезание второго торца (см. рис. 282, е) - шестым, вытачивание фаски - седьмым, обтачивание конуса - восьмым переходом.

Таким образом, технологический процесс изготовления конуса муфты в первом варианте (см. рис. 282) состоит из одной операции и двух установок. В первой установке имеется пять переходов, во второй - три. Технологический процесс во втором варианте (см. рис. 283) состоит из двух операций. Первая операция содержит одну установку и пять переходов, а вторая - одну установку и три перехода. В третьем варианте (см. рис. 284) технологический процесс состоит из четырех операций и четырех установок; первая установка содержит два перехода, вторая - три перехода, третья-один переход и четвертая - два перехода.

Проход . Переходы делятся в свою очередь на проходы. Проходом называется часть перехода, которая охватывает все действия, связанные со снятием одного слоя металла. Если припуск на обработку велик и его снимают одним и тем же инструментом за два приема, то в этом случае переход состоит из двух проходов. Нарезание резьбы резцом обычно производится за несколько проходов.

З. Принципы построения технологического процесса

Технологический процесс можно строить:
а) по принципу укрупнения операций, когда в одной операции сосредоточивается большое число переходов;
б) по принципу расчленения операций, когда процесс обработки расчленяется на ряд отдельных простейших операций, в которых иногда каждый переход выполняется за отдельную установку.

При укрупнении операций полнее обеспечивается соосность и большая точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, так как обработка их производится за одну установку.

По этому принципу построен технологический процесс обработки конуса муфты за одну операцию (см. рис. 282).

При укрупнении операций уменьшается, как правило, общее число установок, что весьма важно при обработке таких деталей, установка которых требует значительной затраты времени.

По принципу укрупнения операций работают револьверные и многорезцовые токарные станки, полуавтоматы и автоматы.

При расчленении операций на ряд простейших наладка станка для выполнения каждой операции производится только один раз для первой детали партии, остальные детали обрабатываются по этой настройке.

Принцип расчленения операций дает возможность широко использовать упоры, позволяет более рационально организовать рабочее место, развивать автоматичность рабочих движений, связанных с установкой и снятием заготовки, подводом и отводом режущего инструмента.

При расчленении операций значительно увеличивается число установок, поэтому необходимо иметь быстродействующие установочные приспособления, обеспечивающие быструю и точную установку заготовки для каждой операции.

По принципу расчленения операций построен технологический процесс изготовления конуса муфты за четыре операции (см. рис. 284).

4. Выбор способа обработки

При обработке деталей нужно стремиться снять весь имеющийся припуск за один проход, однако это не всегда возможно. Обычно обрабатываемая заготовка имеет неравномерный припуск вследствие неровностей ее поверхностей, неточного центрирования при установке и др. Вследствие неравномерного припуска различные участки обрабатываемой поверхности обрабатываются при различных условиях резания. Это может вызвать на различных участках обработки различный по величине отжим резца и детали, что отразится на точности формы и размерах обрабатываемых поверхностей.

Поэтому при обработке поверхностей, где требуется точное выполнение формы и размеров (в пределах 2-3 классов), обработку делят на черновую и чистовую.

При черновой обработке снимается большая часть припуска, срезаются неровности припуска, а при чистовой заготовке окончательно обрабатывают до требуемого размера.

При обработке деталей значительными партиями рекомендуется черновую и чистовую обработки производить на разных станках - обдирочных и отделочных. Это нужно для того, чтобы продлить срок службы отделочных станков, от которых зависит точность и чистота обработанных поверхностей детали.

Отдельные поверхности детали могут быть обработаны различными способами. Например, обработку отверстий можно выполнить сверлом; сверлом и резцом; сверлом и зенкером; сверлом, зенкером и разверткой. При этом обработка сверлом является наиболее производительным способом, но наименее точным, обработка же сверлом, зенкером и разверткой наиболее точным, но наименее производительным.

Нарезание наружной резьбы может быть выполнено резьбовым резцом, резьбовой гребенкой, плашкой. В случае нарезания резьбы небольшого диаметра наиболее производительным является нарезание плашкой.

При выборе способа обработки нужно стремиться использовать в первую очередь наиболее производительные способы обработки . В тех случаях, когда эти способы могут обеспечить требуемую точность и чистоту поверхности, ими следует пользоваться вплоть до окончательного изготовления детали. Например, если требуется обработать отверстие с точностью до 0,1 мм, а чистота обработанной поверхности допускается в пределах 3, обработку такого отверстия следует производить сверлением как наиболее высокопроизводительным способом обработки.

Если же высокопроизводительные способы обработки не могут обеспечить необходимой точности и чистоты обработанной поверхности или других технических условий, нужно стремиться возможно большую часть предварительной обработки выполнить высокопроизводительными способами, а окончательную обработку производить другими способами, иногда и менее производительными, но обеспечивающими необходимые технические требования.

5. Понятие о базах

Для правильного построения технологического процесса очень важно заранее выбрать поверхность, по которой должна производиться установка заготовки на станке. Такая поверхность называется установочной базой .

Выбор баз является одной из важнейших задач, которые решаются при составлении технологического процесса. От того, как осуществляется базирование, в большинстве случаев зависит выполнение технических требований к взаимному расположению поверхностей деталей (соосность, перпендикулярность и т. д.).

Установочную базу, используемую на первой установке, называют первичной базой . Первичной базой обычно пользуются один раз на первой установке. На этой базе обычно обрабатывают ту поверхность, которая на последующих установках должна служить установочной базой.

При выборе первичных баз нужно исходить из следующих основных положений.

1. За первичную базу следует принимать такую поверхность заготовки, которая позволяет подготовить базу для последующей обработки других поверхностей.

Поясним это на примере. Пусть требуется обработать деталь, показанную на рис. 285. За первичную базу следует принять поверхность а фланца и на этой базе обработать цилиндрический участок диаметром 80 мм, подрезать торец фланца и торец цилиндрического участка. Поверхность обработанного цилиндра диаметром 80 мм будет служить базой второй установки для обработки второго наружного торца фланца.

Если в качестве первичной базы принять поверхность необработанного цилиндрического участка диаметром 80 мм и обработать на этой базе торец фланца, то база для дальнейшей обработки детали с другой стороны не будет подготовлена (обработанный торец фланца может служить базой только при условии закрепления детали на планшайбе со сложной установкой). Следовательно, поверхность цилиндрического участка за первичную базу принимать нельзя.

2. Для деталей, которые обрабатываются не по всем поверхностям, за первичную базу следует принимать ту поверхность, которая не обрабатывается (остается в черном виде), так как в этом случае базовые поверхности будут иметь наименьшее смещение относительно обработанных поверхностей. Например, при обработке детали,показанной на рис. 286, за базу следует принять необрабатываемую поверхность а. В этом случае смещение отверстия диаметром 40А 3 относительно наружной поверхности будет наименьшим.

3. Для деталей, обрабатываемых кругом, за первичную базу следует принимать поверхности, имеющие наименьший припуск на обработку. В. этом случае будет наибольшая гарантия, что не получится брака из-за неправильного распределения припуска.

4. Нужно стремиться, чтобы поверхности, принимаемые за первичные базы, были по возможности чистыми и ровными.

5. Поверхности, принимаемые за первичные базы, должны позволять надежно закрепить заготовку, чтобы можно было производить обработку со скоростными режимами резания.

Надежность закрепления заготовки особо важна при черновой обработке, которую ведут с большими сечениями стружки. В этих случаях нужно стремиться к максимальной жесткости установки. Поэтому при черновой обработке, где точность не имеет большого значения, рекомендуется широко использовать комбинированное крепление заготовки: одним концом - в патрон, другим - в центр задней бабки, так как этот способ крепления самый надежный.

Чистовыми базами называются обработанные поверхности, используемые в качестве баз при выполнении операций, на которых поверхности детали получают окончательные размеры.

При выборе чистовой базы следует исходить из следующих основных положений.

1. В качестве чистовой базы следует принимать такую обработанную поверхность, которая может служить базой для обработки возможно большего числа поверхностей.

2. При обработке точных деталей за чистовую базу следует принимать по возможности ту поверхность, на которой готовая деталь устанавливается при работе в машине. В этом случае точность установки детали при обработке будет наибольшей. Например, при обработке зубчатого колеса (рис. 287) за чистовую базу лучше всего принять обработанное отверстие диаметром 40А3, так как колесо этим же отверстием устанавливается на вал машины. Рассмотрим примеры выбора чистовых баз и способов закрепления заготовок на этих базах.

1. При обтачивании деталей типа вал в качестве базы принимают центровые отверстия на торцах вала. Преимущество таких баз заключается в том, что они позволяют в процессе обработки многократно устанавливать детали без дополнительной выверки и без специальных установочных приспособлений, что особо важно в тех случаях, когда технологический процесс строится по принципу расчленения операций.

2. При обтачивании деталей типа втулка , когда наружная поверхность имеет форму цилиндра и отверстие гладкое цилиндрическое, в качестве чистовой установочной базы иногда принимают отверстие, а иногда - наружную цилиндрическую поверхность.

Если за чистовую базу намечено принять поверхность обработанного отверстия, то поверхность этого отверстия обрабатывается на одной из первых операций. Установку заготовки по отверстию можно производить на оправке.

При обработке деталей, у которых имеются внутренние поверхности с пологими конусами, за базу часто принимают коническую поверхность. Пологая коническая поверхность является очень удобной базой, так как она может служить одновременно и надежным средством для закрепления заготовки при обработке.

Способ закрепления заготовки на конусе обеспечивает точное центрирование, быстроту установки и снятия заготовки. Чаще всего в качестве базы используют коническое отверстие, устанавливая заготовку коническим отверстием на конусную оправку (рис. 288).

6. Дисциплина в технологическом процессе

Строгое соблюдение технологического процесса, оформленного в виде технологической карты, т. е. соблюдение технологической дисциплины, - основной закон нормального хода производства. Где не соблюдается технологический процесс, обычно не выполняется программа и почти всегда получается большой брак деталей. Нарушение технологической дисциплины недопустимо на социалистическом предприятии.

Однако технологический процесс любого производства не является мертвой буквой, он должен непрестанно совершенствоваться и подвергаться рационализации.

В нашей стране токари активно участвуют в рационализаторской работе.

В социалистическом производстве методы рационализации технологического процесса должны явиться основным рычагом усовершенствования обработки, удешевления себестоимости продукции, ускорения производства и повышения качества изделия. Поэтому для рабочего-новатора открыты широкие возможности рационализации технологического процесса.

Однако это не значит, что можно изменять технологию самочинно, без разрешения работников, ведающих технологией на заводе. Такое самочинное изменение технологии вместо пользы может принести ущерб производству.

Всякое усовершенствование технологического процесса, предложенное рабочим, должно быть оформлено в виде рационализаторского предложения; после рассмотрения и одобрения усовершенствование вносится в технологическую документацию, т. е. становится частью технологического процесса.

На заводах существуют отделы рабочего изобретательства (БРИЗ), которые имеют своей задачей привлекать рабочих к совершенствованию технологических процессов. За каждое реализованное рационализаторское предложение автору выплачивается денежная премия, величина которой зависит от суммы полученной экономии.

Контрольные вопросы 1. Из каких элементов состоит технологический процесс?
2. Привести пример обработки детали в одну операцию и расчленить ее на установки и переходы.
3. Что называют проходом?
4. Для чего служит технологическая карта?
5. Что называется чистовой базой?
6. Что называется установочной базой?
7. В чем заключается дисциплина в технологическом процессе?

В состав технологической операции входят следующие работы.

1. Изучение конструкторской и технологической документации, относящейся к этой операции.

2. Проверка сопроводительной документации на объект производства с описанием предшествующих операций и состояния объекта производства к моменту появления на рабочем месте, а также проверка документации на вспомогательные материалы и средства технологического оснащения.

3. Подготовка средств технологического оснащения к выполнению операции.

4. Начальная настройка режимов операции.

5. Подготовка поверхностей объекта производства к выполнению операции.

6. Установка (базирование и закрепление) объекта производства в технологической оснастке.

7. Выполнение операции над объектом производства при режимах, заданных в технологической документации.

8. Освобождение объекта производства от закрепления.

9. Удаление объекта производства из технологической оснастки.

10. Установка нового объекта производства из партии в технологическую оснастку и повторение над ним работ, описанных в пп. 6-9.

11. Удаление отходов производства (непрерывно или периодически) в процессе выполнения работ по пп. 7-10.

12. Приведение средств технологического оснащения в исходное состояние после завершения работ над производственной партией объектов производства.

Выполнение технологической операции начинается после подачи на рабочее место производственной партии объектов производства в количестве N п штук. Обработка объектов производства на рабочем месте может осуществляться группами в количестве N о штук.

Работы, соответствующие пп. 1-5 и п. 12 описания технологической операции (см. выше), проводятся единовременно при поступлении партии объектов производства на рабочее место. Работы по пп. 6-9 выполняются над каждым объектом производства. Из перечисленных работ только работы, описанные в п. 7, связаны непосредственно с воздействием на объект производства. Остальные работы либо предшествуют непосредственному воздействию на объект производства, либо завершают его.

В процессе выполнения операции для того, чтобы восстановить уровень точности параметров объектов производства, а также удалить с рабочего места отходы производства, периодически производят подналадку (дополнительную регулировку) средств технологического оснащения.

В операции могут быть задействованы один или несколько исполнителей разных профессий и квалификаций. Исполнители могут закрепляться за рабочим местом или привлекаться из специальных служб предприятия для выполнения необходимых работ по наладке, профилактическому обслуживанию и ремонту технологического оборудования, устранению его внезапных отказов, по настройке режимов выполнения операции, по уборке и ремонту производственной площади и т. д.

Структуру технологической операции – основного элемента технологического процесса – можно представить составляющими ее элементами: установами, позициями, технологическими и вспомогательными переходами, рабочими и вспомогательными ходами (рис. 9.5).

В технологической практике используют понятия «установ» и «позиция».

Установ – это часть технологической операции, выполняемая при неизменном базировании и закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Позиция – это фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования.

Рис. 9.5. Элементы, составляющие технологическую операцию и их соподчинение

Технологическим переходом называют законченную часть технологической операции, выполняемую одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и одном установе.

Применительно к условиям механической обработки определение перехода можно уточнить следующей формулировкой: технологический переход представляет собой законченную часть технологической операции, выnолняемую над одной или несколькими nоверхностями заготовки, одним или несколькими одновременно работающими инструментами без изменения или при автоматическом изменении режимов работы станка .

Из приведенного определения следует, что одним переходом является не только часть операции, относящаяся к обработке одной простой поверхности или фасонной поверхности простым или фасонным инструментом, но и одновременная обработка нескольких поверхностей комплектом режущих инструментов (набором фрез, многорезцовая обработка), а также обработка криволинейных поверхностей простым инструментом, движущимся по контуру или заданной программе (фрезерование кулачков, рабочего профиля турбинной лопатки и т.п.).

В токарной операции, эскиз которой изображен на рис. 9.6, а , выполняются два технологических перехода. Такие переходы называются простыми или элементарными. Элементарный переход – часть технологического перехода, выполняемая одним инструментом, над одним участком поверхности обрабатываемой заготовки, за один рабочий ход без изменения режима работы станка.

Понятие элементарного перехода удобно при проектировании технологической операции и расчете основного времени обработки заготовок на станках с ЧПУ, когда внутри технологического перехода производятся изменения режимов работы станка. Так, например, при обработке фасонных контуров на станках с ЧПУ во многих случаях внутри перехода изменяется припуск на обработку или условия резания (работа фрезы «на подъем контура» и «на снижение контура»), что делает целесообразным введение в программу другой величины подачи на соответствующих участках обрабатываемого контура.

Длина участков поверхности, обрабатываемой с неизменной подачей, и соответствующее ей основное время обработки определяют величину элементарного перехода. Совокупность переходов, когда в работе одновременно участвуют несколько инструментов, называют сложным переходом (рис. 9.6, б ).

Рис. 9.6. Эскиз токарной операции:

а – простые переходы; б – сложный переход

По аналогии с технологической операцией технологические переходы также можно разделить на преобразующие и информационные.

Преобразующими технологическими переходами операции являются, например, обработка наружной поверхности проходным резцом, токарная обработка торца подрезным резцом, обработка внутренней поверхности расточным резцом, сверлом, зенкером и т. д. Примерами информационных технологических переходов являются технические измерения и испытания всех видов.

Вспомогательным переходом называют законченную часть технологической операции, в процессе которой свойства объекта производства не изменяются и который состоит из действий человека и (или) манипуляций оборудования, необходимых для выполнения технологических переходов.

Часть вспомогательных переходов непосредственно связана с выполняемыми технологическими переходами, например:

· подготовка средств технологического оснащения для выполнения технологических переходов;

· подготовка объекта производства к обработке с помощью средств технологического оснащения;

· подналадка режимов выполнения переходов.

Вспомогательные переходы могут быть не связаны с технологическими переходами, например:

· приведение средств технологического оснащения в исходное состояние после обработки операционной партии N п объектов производства;

· установка объекта производства в технологической оснастке, его съем, укладка в специальную тару;

· перемещение и складирование объектов производства на рабочем месте;

· профилактические и ремонтные работы для поддержания работоспособности средств технологического оснащения;

· сбор и транспортирование отходов производства.

Переходы в операции могут выполняться как последовательно, так и параллельно (одновременно) – см. рис. 9.3 и 9.4.

Технологический переход состоит из рабочих и вспомогательных ходов . Законченная часть технологического перехода, связанная с изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств объекта производства в процессе однократного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности определяется как рабочий ход (проход). Вспомогательный ход – это законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности без изменения свойств этой поверхности.

Число рабочих ходов, выполняемых в одном технологическом переходе, выбирают исходя из обеспечения оптимальных условий обработки, например уменьшения глубины резания при съеме значительных слоев материала (рис. 9.7).

Рабочие и вспомогательные ходы могут быть объединены в приемы – устойчивые последовательности ходов, обладающие оптимальными свойствами.

Рис.9.7. Схема выполнения технологического перехода:

А З – размер заготовки; А О – размер обработанной поверхности; 1 – 3 – номера рабочих ходов

Рабочие и вспомогательные ходы могут быть объединены в приемы – устойчивые последовательности рабочих и вспомогательных ходов, обладающие оптимальными свойствами.

Объединение рабочих и вспомогательных ходов в переходы условно и может осуществляться по разным принципам.

Самым очевидным является принцип объединения одна установка (установ) – один инструмент, один технологический режим.

Принцип объединения рабочих и вспомогательных ходов при неизменной установке (установе) объекта производства по постоянству инструмента и технологических режимов, устанавливаемых на регуляторах технологического оборудования (например, при токарной обработке), подразумевает следующее.

Во-первых, при установленном числе оборотов шпинделя скорость относительного перемещения рабочей поверхности инструмента может изменяться в широком диапазоне. Рабочие ходы (проходы) токарной обработки цилиндрической поверхности, выполняемые при одинаковом числе оборотов, подаче и глубине резания имеют разную скорость перемещения инструмента относительно заготовки (по мере уменьшения диаметра заготовки при многопроходной обработке).

Во-вторых, при одних и тех же режимах возможно формирование нескольких поверхностей детали (заготовки). Например, при токарной обработке формирование ступенчатого вала с коническими поверхностями и цилиндрическими поверхностями разного диаметра. При фрезеровании колодцев с «островами» также формируются дно и стенки колодца и «островов».

Первые достоверно известные технологические процессы были разработаны в древнем Шумере — на глиняной табличке клинописью был описан по операциям порядок приготовления пива. С тех пор способы описания технологий производства продуктов питания, инструментов, домашней утвари, оружия и украшений — всего, что изготавливало человечество, многократно усложнились и усовершенствовались. Современный технологический процесс может состоять из десятков, сотен и даже тысяч отдельных операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той или иной технологии- это непросто выбор тех или иных станков, инструмента и оснастки. Нужно также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и финансовых показателей.

Определение и характеристика

ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс — это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего , включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.

Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы. При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними.

Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:

Маршрутная карта - описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
Технологическая карта — документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка.

Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том.

Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:

Цикл технологической операции — длительность (измеряется в секундах, часах, днях, месяцах) операции, повторяющейся с определенной периодичностью. Отсчитывается от момента начала операции до момента ее окончания. Длительность цикла не зависит от числа заготовок или деталей, обрабатываемых одномоментно.
Такт выпуска изделия – промежуток времени, через который выпускается это изделие. Рассчитывается как отношение времени, за которое выпускается определенное количество изделий, к этому количеству. Так, если за 20 минут было выпущено 4 изделия, то такт выпуска будет равен 20/4=5 минут/штуку.
Ритм выпуска – величина, обратная такту, определяется как число изделий, выпускаемых в единицу времени (секунду, час, месяц и т.п.).

В дискретном производстве такие характеристики технологических процессов не находят применения ввиду малой повторяемости изделий и больших сроков их выпуска.

Производственная программа — представляет собой список названий и учетных номеров выпускаемых изделий, причем для каждой позиции приводится объемы и сроки выпуска.

Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:

Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Виды техпроцессов

Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам.

По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:

единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.

По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:

Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий — лидеров отрасли.

По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:

Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.

Существуют и другие классификации видов технологических процессов.

Этапы ТП

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства различают такие этапы написания технологического процесса, как:

Сбор, обработка и изучение исходных данных.
Определение основных технологических решений.
Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования целесообразности).
Документирование техпроцесса.

Трудно с первого раза найти технологические решения, обеспечивающие и плановые сроки, и необходимое качество, и плановую себестоимость изделия. Поэтому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный.

Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют основные этапы разработки технологического процесса до тех пор, пока не достигнут требуемых планом параметров.

Сущность технологического процесса

Процессом называют изменение состояния объекта под воздействием внутренних или внешних по отношению к объекту условий.

Внешними факторами будут механические, химические, температурные, радиационные воздействия, внутренними — способность материала, детали, изделия сопротивляться эти воздействиям и сохранять свою исходную форму и фазовое состояние.

В ходе разработки техпроцесса технолог подбирает те внешние факторы, под воздействием которых материал заготовки или сырья изменит свою форму, размеры или свойства таким образом, чтобы удовлетворять:

техническим спецификациям на конечное изделие;
плановым показателям по срокам и объемам выпуска изделий;

За долгое время были выработаны основные принципы построения технологических процессов.

Принцип укрупнения операций

В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.

Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.

Особенно важно это для крупногабаритных и сложных деталей, установка которых отнимает много времени.

Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Принцип расчленения операций

Операция разбивается на ряд простейших переходов, наладка режимов работы обрабатывающего оборудования выполняется единожды, для первой детали серии, далее оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах.

Такой подход эффективен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной конфигурации изделий.

Принцип дает существенный эффект снижения относительной трудоемкости за счет улучшенной организации рабочих мест, совершенствования у рабочих навыка однообразных движений по постановке-снятию заготовок, манипуляций с инструментом и оборудованием.

Абсолютное число установок при этом растет, но сокращается время на настройку режимов оборудования, за счет чего и достигается положительный результат.

Чтобы получить этот положительный эффект, технологу придется позаботиться о применении специализированной оснастки и приспособлений, позволяющих быстро и, главное, точно устанавливать и снимать заготовку. Размер серии также должен быть значительным.

Обработка дерева и металла

На практике одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и того же материала можно изготовить разными, иногда сильно отличающимися друг от друга методами.

На этапе конструкторско-технологической подготовки производства конструкторы и технологи совместно прорабатывают несколько вариантов описания технологического процесса, изготовления и последовательности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по ключевым показателям, насколько полно они удовлетворяют:

техническим условиям на конечный продукт;
требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

На следующем этапе проводится сравнение этих вариантов, из них выбирается оптимальный. Большое влияние на выбор варианта оказывает тип производства.

В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В этом случае выбирается вариант с минимальными издержками на разработку и создание специальной оснастки, инструмента и приспособлений, с максимальным задействованием универсальных станков и настраиваемой оснастки. Однако исключительные требования к точности соблюдения размеров или к условиям эксплуатации, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут вынудить применять и специально изготовленную оснастку, и уникальные инструменты.

При серийном же выпуске процесс производства разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Технологический процесс оптимизируют с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и приспособлениями, позволяющими сократить непроизводительные потери времени хотя бы на несколько секунд. В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный экономический эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком закрепляют определенные группы операций.

При массовом производстве размеры серий весьма высоки, а выпускаемые детали достаточно долгий срок не подвергаются конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит еще дальше. В этом случае технологически и экономически оправдано закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а также изготовление спецоснастки и применение отдельного режущего инструмента и средств измерений и контроля.

Оборудование в этом случае физически перемещают в цеху, располагая его в порядке следования операций в технологическом процессе

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях — в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.

Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Для того чтобы из идей и расчетов технологический процесс превратился в реальность, необходимы физические средства его выполнения.

Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.

В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.

Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки.

Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия.

Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях.

Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог. Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.

Различают производственный процесс и технологический процесс. Производственный процесс включает в себя все без исключения работы, связанные с изготовлением изделий на предприятии. В производственный процесс входят обработка материала (сырья) с целью превращения его в изделия (продукцию), выпускаемые заводом; работы по доставке, хранению и распределению сырья; изготовление и ремонт инструментов: ремонт оборудования; снабжение электроэнергией, светом, теплом, паром и т. д.
Технологический процесс охватывает работы, непосредственно связанные с превращением сырья в готовую продукцию. Технологический процесс - основная часть производства (производственного процесса).
Технологический процесс состоит из целого ряда производственных операций, которые выполняются в строго определенной последовательности. Производственной операцией называется часть технологического процесса, выполняемая на определенном рабочем месте определенным инструментом или на определенном оборудовании.
Операции следуют в технологическом процессе в строго установленном порядке. Например, за разметкой следует раскрой досок на заготовки для деталей, далее идет строгание, оторцовывание, выработка шипов, выдалбливание гнезд и т. д. Никто не станет запиливать шипы у нестроганых деталей или шлифовать деталь, прежде чем ей не придана окончательная форма строганием.
Степень пооперационной расчлененности технологического процесса зависит от объема работы по изготовлению данного изделия, от количества рабочих, занятых изготовлением изделия, от размеров производственного помещения (рабочей площади), от характера оборудования рабочих мест и других условий производства. Самым глубоким расчленением технологического процесса на операции нужно считать такое, когда каждая операция выполняется за один прием без смены инструмента. Чем меньше операция, тем она проще и доступнее для выполнения. Поэтому, чем глубже пооперационное расчленение технологического процесса, тем выше производительность труда и меньше потребность в высокой квалификации работающих.
Технологический процесс может быть общим на изготовление всего изделия или охватывать, например, только операции обработки деталей, только операции сборки или операции отделки изделий.
Не следует смешивать технологический процесс с технологией производства. Под технологией производства нужно понимать не только последовательность выполняемых операций, но также приемы и способы выполнения этих операций. Технология производства должна строиться на основе новейших достижений науки и техники, с учетом опыта работы новаторов и рационализаторов.
Место в производстве, на котором выполняется какая-либо производственная операция, называется рабочим местом. Установленные на рабочем месте станки, механизмы, стационарные приспособления, т. е. приспособления постоянные, укрепленные неподвижно, составляют оборудование рабочего места.
От того, как организовано рабочее место, от обеспеченности его инструментами и приспособлениями, от расположения материалов, инструментов и приспособлений относительно постоянного оборудования рабочего места и относительно самого рабочего, от подготовленности оборудования, инструмента и материалов к работе, от качества ухода за рабочим местом и оборудованием - от всего этого зависит производительность труда и качество продукции.
В столярном производстве, как и всюду в промышленности, технологический процесс подразделяется соответственно делению производства на цехи. Основными цехами являются раскройный, сушильный, машинный, клеильный, сборочный и отделочный.
Далее следуют цехи подсобные и обслуживающие. Обслуживающим считается, например, механический (металлообрабатывающий) цех с пило-ножеточной мастерской.
В пределах цеха технологический процесс делится на стадии обработки. Например, стадии технологического процесса в сборочном цехе - это сборка узлов, сборка комбинатов, зачистка и обработка собранных элементов, сборка всего изделия. Стадии технологического процесса в отделочном цехе: отделочная подготовка, начальная и промежуточная отделка, сушка, окончательная отделка.
Деление технологического процесса соответственно цехам позволяет:
1) наиболее рационально оборудовать каждый цех станками, еханизмами, приспособлениями, соответственно характеру выполняемых в нем работ;
2) создать в цехе наилучшие условия труда с учетом особенностей работы в нем;
3) приспособить помещение и оборудование цеха к выполнению работ в соответствии с требованиями техники безопасности, охраны труда и противопожарной охраны, предъявляемыми к этим видам работ;
4) наиболее оперативно и квалифицированно руководить работой цеха, полнее осуществлять качественный контроль за работой;
5) рационально организовать рабочие места.
Разделение технологического процесса по стадиям обработки позволяет:
1) разместить в наилучшей производственной последовательности станки, механизмы и другое оборудование, обеспечить механизированную подачу к ним материалов;
2) организовать труд бригадами и звеньями.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

Любое столярное изделие изготовляется по общему и рабочим чертежам и на основании технологических карт. На общем чертеже (находится обычно в конторе цеха) изображено в трех проекциях и в разрезах изделие и показаны сложные узлы. Рабочие чертежи разрабатываются на каждый узел и каждую деталь. На них изображения даются в большом масштабе, с точным показом форм и простановкой всех размеров деталей.
Рабочий чертеж выдается на руки рабочему. К нему всегда нужно обращаться для проверки точности выполнения работы.
Важнейшим технологическим документом является технологическая карта. Технологические карты составляют на изготовление каждой детали, на сборку каждого узла, комбината, изделия в целом, на отделку изделия. В них указываются все операции независимо от их сложности. К технологической карте прилагается объяснительная (инструкционная) записка, в которой содержатся необходимые указания относительно выполнения операций и технические условия.
Иногда, главным образом для внешней отделки, составляют технологические карты на каждую отдельную операцию. Такие карты называются операционными. В них указываются: 1) назначение операции; 2) способы ее выполнения; 3) инструменты и приспособления; 4) материалы; 5) требования к выполненной работе; 6) нормы расхода материала; 7) норма времени. К технической документации относится наряд, содержащий производственное задание. В нем указываются: вид и объем работы, срок выполнения, расценки. Наряд нужно всегда получать до начала работы. Если наряд выдан на бригаду, полезно всей бригадой обсудить содержащееся в нем задание и наметить пути к наилучшему его выполнению. После окончания работы наряд «закрывается», т. е. в нем проставляются все необходимые сведения отчетного характера, и сдается в контору цеха. По закрытому наряду начисляется заработная плата.

ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВА СТОЛЯРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

В столярной отрасли деревообрабатывающей промышленности различают два основных типа производства - массовое и серийное. Массовым называется производство, выпускающее сравнительно небольшое число видов изделий в большом количестве - тысячами и десятками тысяч штук, причем выпуск этих изделий производится в течение длительного времени без изменения их конструкции. Серийным называется производство, выпускающее изделия отдельными партиями (сериями), разными по ассортименту этих изделий и их количеству. В зависимости от размеров серий различают мелкосерийное и крупносерийное производство.
В массовом и серийном производстве наилучший результат дает работа по принципу непрерывного потока. При такой организации производства каждая операция технологического процесса выполняется на отдельном рабочем месте, причем рабочие места располагаются соответственно порядку выполнения операций, по возможности по прямой линии. Обрабатываемые детали передаются с одного рабочего места на другое; с последнего рабочего места деталь или изделие сходят в законченном виде.
В непрерывно-поточном производстве важнейшее значение имеет ритмичность потока, т. е. выполнение каждой операции в строп} определенное время, одинаковое для всех операций. Это время называется ритмом работы. В соответствии с принятым ритмом поступают заготовки на первое рабочее место и сходят готовые детали или изделия с последнего рабочего места потока.
Определить ритм нетрудно. Если, например за смену должно поступить с поточной линии 400 обработанных царг, то ритм работы составит (480 мин: 400 дет.) 1,2 мин. Иначе говоря, через каждые 1,2 мин. в поток должна поступать заготовка для царги и через каждые 1,2 мин. поток должен выдавать одну готовую царгу для сборки.
Отставания от ритма, равно и его опережение на отдельных рабочих местах потока одинаково вредны. Отставания вызывают накопление деталей на одних рабочих местах и простои на других, опережения приводят к простоям на недогруженных рабочих местах. Чтобы избежать этого, организуют работу так, что операции, не укладывающиеся в данный ритм при выполнении на одном рабочем месте, выполняются на двух и более смежных местах.
Поточный метод применим в каждом производстве независимо от степени его механизации. Исключение составляют мелкие мастерские с незначительным числом рабочих, занятых изготовлением каких-нибудь единичных изделий или ремонтом. Поток может быть и полностью ручным. В этих случаях детали передаются с одного рабочего места на другое самими рабочими или же при помощи простейших транспортных устройств. На механизированных предприятиях поток часто обслуживается конвейером. Поточное производство повышает производительность труда каждого рабочего и производственную мощность предприятия в целом, способствует установлению твердой технологической дисциплины, поднимает культуру работы.