Сущность и структура технологической операции. Сущность и структура технологической операции Понятие о технологической операции рабочий переход
3.2 Технологический переход
Технологическим переходом называют законченную часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установе. Если при обточке валика сменяли инструмент, то обработка этим инструментом той же поверхности заготовки будет являться новым технологическим переходом (рисунок 3.3). Но сама смена инструмента является вспомогательным переходом.
Рисунок 3.3 - Схема технологического перехода
Вспомогательным переходом называют законченную часть технологической операции, состоящей из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. Переходы могут быть совмещены во времени за счет одновременной обработки нескольких поверхностей, т. е. могут осуществляться последовательно (черновая, получистовая, чистовая обточка ступенчатого вала или сверления четырех отверстий одним сверлом), параллельно (обточка ступенчатого вала несколькими резцами или сверление четырех отверстий, сразу четырьмя сверлами) или параллельно-последовательно (после обточки ступенчатого вала одновременно несколькими резцами, одновременное снятие фасок несколькими фасочными резцами или сверление четырех отверстий последовательно двумя сверлами).
Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизмененном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы. Поворот деталей на какой-либо угол является новым установом. Если валик вначале обтачивают в трехкулачковом патроне с одного установа, а затем его перевернут и обточат, то это потребует два установа при одной операции (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 - Схема первого (а) и второго (б) установа
3.3 Позиция
Установленная и закрепленная на поворотном столе заготовка, подвергаемая сверлению, рассверливанию и зенкерованию, имеет один установ, но с поворотом стола она будет занимать новую позицию.
Позицией называют фиксированное положение, занимаемое жестко закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции. На многошпиндельных автоматах и полуавтоматах заготовка при одном ее закреплении занимает различные позиции относительно станка. Заготовка перемещается в новое положение вместе с зажимным устройством (рисунок 3.5).
При разработке технологического процесса обработки заготовок, предпочтительно заменять установы позициями, так как каждый дополнительный установ вносит свои погрешности обработки.
Рисунок 3.5 - Схема смены позиций заготовки на многошпиндельном станке
3.4 Рабочий и вспомогательный ход
Рабочим ходом называют законченную часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки. Рабочий ход обычно сопровождает непрерывную обработку одного слоя заготовки, например, на токарном станке – обработка вала на проход, на строгальном станке – одно перемещение резца при резании.
Вспомогательным ходом называют законченную часть технологического перехода, состоящую из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода. Например, при черновой обточке вала резец возвращается в исходное положение, совершая вспомогательный ход.
3.5 Прием
Приемом называют законченную совокупность действий человека, применяемых при выполнении технологического перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Обычно приемом является вспомогательное действие оператора при управлении станком (вручную), измерение заготовки. Элемент приема – нажатие кнопки, перемещение рукоятки и т. д.
Важными характеристиками технологического процесса и операции являются цикл, технологической операции, такт и ритм выпуска.
3.6 Цикл, такт и ритм выпуска
Циклом технологической операции называют интервал календарного времени от начала до конца периодически повторяющейся технологической операции независимо от числа одновременно изготавливаемых изделий.
Тактом называют интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типоразмера и исполнения.
Ритмом выпуска называют количество изделий или заготовок определенных наименований, типоразмеров и исполнений, выпускаемых в единицу времени.
Желательно, чтобы время, затрачиваемое на выполнение одной операции, было равным времени такта выпуска или кратным ему. Такое корректирование затрачиваемого времени на операцию достигается той или иной степенью концентрации операций, применением оптимальных режимов обработки, сокращением вспомогательного времени за счет многоместных приспособлений, автоматизации загрузки, транспортирования, использованием более высокопроизводительного оборудования, параллельной работы на однотипных станках-дублерах и др.
Составной частью и основой производства является технологический процесс.
Технологический процесс - это часть производственного процесса непосредственно связанная с последовательным превращением предмета в продукт производства. В ходе технологического процесса происходит изменение формы и размеров, физических и химических свойств предметов труда и в результате создаются отдельные детали, узлы, агрегаты и изделия в целом. Технологический, т.е. относящийся к технологии, к обработке материала, изделия по строго установленной технологии. Технологическому процессу в производственной системе (цех, завод) принадлежит главенствующая роль потому, что именно его совершенствование определяет направления преобразования обеспечивающей части производственной системы и, в конечном итоге, совершенствование самой производственной системы. Различие производственных процессов обусловлено разнообразием продуктов производства, сырья, исходных материалов, способов производства, приёмов и методов работы и других специфических факторов. Можно выделить отрасли, технологический процесс в которых базируется на химических способах обработки сырья (например, металлургия, отрасли химической, пищевой промышленности и др.), и отрасли, связанные с механической обработкой сырья и полуфабрикатов (машиностроение, текстильная, деревообрабатывающая и др.). В первых из них производство характеризуется непрерывностью технологических процессов, во вторых - их прерывностью. Соответственно, технологические процессы классифицируются на непрерывные и прерывные. Увеличение степени непрерывности способствует повышению эффективности производства .
Технологический процесс состоит из ряда технологических операций. Операция состоит из ряда действий над каждым предметом труда. Среди этих действий можно выделить:
Рабочий ход;
Вспомогательный ход.
Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождающегося изменением формы, размеров, чистоты поверхности или свойств заготовки.
Вспомогательный ход- законченная часть технологического перехода состоящая, из однократного перемещения инструмента относительно заготовки не сопровождающегося изменением формы, размеров, чистоты поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода.
Разделение операции на рабочие и вспомогательные ходы позволяют выявить пути закономерности развития технологических процессов. Технологические операции могут быть:
Позиционными;
Проходными;
Позиционно - проходными.
Позиционными операциями называются такие, при которых обрабатываемая деталь закрепляется в станке, а инструмент в процессе обработки получает необходимое движение (шлифование деталей, на шлифовально-ленточном станке с подвижным столом).
Проходными операциями называются такие, при которых обрабатываемые детали в процессе обработки непрерывно продвигаются по станку (обработка детали на строгальном станке). Эти операции отличаются высокой производительностью труда, т.е. заготовки проходят через станок в одном направлении.
Позиционно-проходные операции - операции, при которых деталь в процессе обработки передвигается по станку, а затем останавливается для выполнения операции и снова перемещается в конец станка (однопролётный пресс с автоматической загрузкой и выгрузкой).
Технологическая операция может быть расчленена на несколько операций или несколько операций могут быть заменены одной. Количество операций, входящих в технологический процесс зависит от уровня техники и организации производства на данном предприятии. Укрупнение или расчленение операции имеет важное производственное значение. Например, расчленение операции на несколько операций позволяет рабочему лучше приспособиться к их выполнению, что способствует повышению производительности труда. В структурный состав технологической операции входит установка, позиция, переход, проход.
Технологический процесс состоит из ряда операций, которые могут выполняться при одной или нескольких установках деталей.
Часть технологического процесса по обработке одной или нескольких деталей, выполняемого на одном рабочем месте непрерывно, до перехода к обработке следующей детали, называется операцией .
Структуру технологической операции лучше всего рассмотреть на примере металлообработки . В состав технологической операции входят установка, позиция, переход, проход. Часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или сборочной единицы называется установкой. Например, сверление нескольких отверстий в заготовке на многошпиндельном сверлильном станке может выполняться за одну установку, т.е. при одном закреплении заготовки на столе станка. Если эту операцию выполнять на одношпиндельном станке, то потребуется столько установок (закреплений) заготовки, сколько в ней будет сверлильных отверстий.
Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. Например, сверление в заготовке нескольких отверстий на односверлильном станке при помощи кондуктора может быть выполнено за одну установку (одно закрепление заготовки в кондукторе); позиция же заготовки относительно инструмента будут меняться столько раз, сколько необходимо просверлить отверстий. Таким образом, одна и та же операция может быть выполнена при одной установке и одной позиции или при одной установке и нескольких позициях. Производительность труда наивысшая при меньшем числе установок и позиций. Сокращением числа установок достигается лучшее использование станка. Технологическая операция может выполняться за один или несколько переходов.
Переход - это законченная часть технологической операции, характеризующаяся обработкой одной поверхности заготовки, одним и тем же инструментом при данном режиме резания. Например, обработка заготовки на фуговальном станке с трёх сторон, операция состоит из трёх переходов - обработки пласти и последовательной обработки двух кромок. В то же время переход может состоять из одного или нескольких проходов.
Проход - это часть операции, выполняемая за одно перемещение заготовки, когда снимается один слой обрабатываемого материала. Например, для выравнивания пласти заготовки на фуговальном станке в зависимости от её кривизны может потребоваться не один, а несколько проходов заготовки через станок.
Технологический процесс можно разбить на отдельные части, стадии. Это зависит от сложности изделия. Зная структуру технологической операции, можно представить технологический процесс в виде схемы (рис.8.21)
В производственной системе можно выделить 2 составные части:
1. технологический процесс производства и обеспечение его функционирования;
2. развитие производственной системы в целом.
Под производственной системой следует понимать организационно - целостное структурно подразделение, в котором реализуется совокупность взаимосвязанных производственных процессов, направленных на изготовление конкретной продукции. Это - цех, завод, комбинат и т.д.
Для анализа и характеристики технологических процессов применяются различные параметры, которые выбираются в зависимости от поставленных целей, так, для выделения конкретного технологического процесса из ряда однотипных применяются параметры собственно технологического процесса. Например, температура и давление рабочего тела, его состав, схема технологического оборудования и т.п.
Для сравнения однотипных процессов применяются параметры, характеризующие этот ряд процессов. Например, энергоёмкость, расход материальных ресурсов на единицу продукции и т.п. Такие параметры широко применяются, они дают достаточно полную характеристику технологического процесса и позволяют проследить динамику его развития в сравнении с ему подобным, но они не вскрывают глубинной сущности процесса, позволяющей сопоставлять его со всем многообразием технологических процессов.
Для выявления закономерностей развития технологических процессов в общем виде используются параметры, обладающие наибольшей точностью, живой и прошлый труд, затрачиваемый внутри технологического процесса. Совершенствование любого технологического процесса осуществляется за счёт повышения эффективности использования прошлого труда и снижение затрат живого труда. Показать соотношение живого и прошлого труда в конкретном технологическом процессе, значит дать однозначную характеристику процесса, а выявить относительную величину изменения живого и прошлого труда, значит наглядно показать динамику развития процесса .
Для того, чтобы можно было применять данные показатели при изучении динамики развития любых технологических процессов, следует использовать удельные показатели: технологическую вооружённость труда и технологические фонды.
Технологические фонды представляют собой годовые затраты прошлого труда в технологическом процессе и определяются как сумма годовых амортизационных отчислений от стоимости оборудования и всех остальных годовых затрат в технологическом процессе, за исключением затрат на предмет труда.
Технологическая вооружённость труда представляет собой долю технологических фондов конкретного технологического процесса, приходящуюся на одного работающего в этом процессе. Технологическая вооружённость труда показывает количество прошлого труда, переносимого на предмет труда одним работающим в данном технологическом процессе.
Технологической операцией называется законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Операция является основным элементом производственного планирования и учёта.
Эта часть технологического процесса выполняется:
– над определённой заготовкой;
– одним или группой рабочих;
– непрерывно;
– на одном рабочем месте.
Операция может выполняться на отдельном технологическом оборудовании (станке) в обычном производстве или на автоматической линии, представляющей собой комплекс технологического оборудования. Такое оборудование связанно единой транспортной системой с технологической оснасткой и единой системой управления и контроля.
Основные элементы технологической операции:
1. Установ – часть технологической операции, которая выполняется при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемых сборочных единиц.
2. Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции.
3. Технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.
4. Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества и свойств обрабатываемой поверхности.
5. Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров, качества и свойств обрабатываемых поверхностей, но необходимы для выполнения технологического перехода.
6. Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки детали, которое не сопровождается изменением формы, размеров, качества и свойств поверхности заготовки, и необходимого для выполнения рабочего хода.
7. Наладка – подготовка технологического оборудования и оснастки к выполнению технологической операции. К наладке относится установка приспособления на станке, выверка на размер режущего инструмента и т.д.
8. Подналадка – дополнительная регулировка технологического оборудования или технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке параметров.
9. Технологическое оборудование – это средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка.
10. Технологическая оснастка – средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса.
На машиностроительном (машиноремонтном) предприятии выполняют разнообразные процессы, связанные с изготовлением (ремонтом) изделий.
Производственный процесс – это совокупность взаимосвязанных действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления (ремонта) изделия.
В производственный процесс входят не только основные процессы, связанные с преобразованием исходных материалов для получения готовых изделий, но и вспомогательные, например производство инструмента, приспособлений, ремонт оборудования, а также обслуживающие процессы (внутризаводское транспортирование материалов и деталей, складские операции, контроль и др.), обеспечивающие возможность изготовления изделий. Рациональная организация производственного процесса невозможна без проведения тщательной технической подготовки производства.
Подготовка производства . Этот процесс включает в себя следующее:
1) конструкторскую подготовку производства (разработку конструкции изделия и создание чертежей общей сборки изделия, сборочных элементов и отдельных деталей изделий, запускаемых в производство с оформлением соответствующих спецификаций и других видов конструкторской документации);
2) технологическую подготовку производства, т.е. совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий (или предприятия) к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах. К технологической подготовке производства относятся: обеспечение техно-логичности конструкции изделия, разработка технологических процессов, проектирование и изготовление средств технологического оснащения, управление процессом технологической подготовки производства;
3) календарное планирование производственного процесса изготовления в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и затратах.
Ответственной и трудоемкой частью технической подготовки производства является технологическое проектирование, трудоемкость которого составляет 30…40 % (в процентах от общей трудоемкости технической подготовки) в условиях мелкосерийного производства, 40…50 % при серийном и 50…60 % при массовом производстве.
Рост трудоемкости проектирования технологических процессов с увеличением выпуска продукции объясняется тем, что в крупносерийном и массовом производстве разработка процессов производится более тщательно, чем в серийном (увеличивается по общему объему, усложняется технологическая оснастка, подробнее разрабатывается документация).
Трудоемкость технологического проектирования в большинстве случаев заметно превосходит трудоемкость конструирования машин.
Технологический процесс (в широком смысле) – это часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.
В условиях машиностроительного производства технологический процесс – это часть производственного процесса, включающая в себя последовательное изменение размеров, формы, внешнего вида или внутренних свойств предмета производства и их контроль.
К предметам труда относятся заготовки и изделия. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработки, формообразования и сборки, которые определены ГОСТ 3.1109–82.Технологические процессы строятся по отдельным методам их выполнения (процесс механической обработки, сборки, литья, термической обработки, покрытий и т.п.
Для обеспечения наиболее рационального процесса механической обработки заготовки составляется план обработки с указанием, какие поверхности надо обработать, в каком порядке и какими способами.
В связи с этим весь процесс механической обработки расчленяется на отдельные составные части: технологические операции, установы, позиции, переходы, ходы, приемы.
Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Например, обтачивание вала, выполняемое последовательно сначала на одном конце, а затем после поворота, т. е. перестановки вала в центрах, без снятия его со станка – на другом конце, является одной операцией. Если же все заготовки (валы) данной партии обтачиваются сначала на одном конце, а потом на другом, то это будет две операции.
Технологическая операция является основным элементом производственного планирования и учета. На выполнение операций устанавливают нормы времени и расценки. По операциям определяют трудоемкость и себестоимость процесса, необходимое количество рабочих по квалификациям и средств технологического оснащения.
В условиях автоматизированного производствапод операцией понимается законченная часть технологического процесса, выполняемая непрерывно на автоматической линии, которая состоит из нескольких станков, связанных автоматически действующими транспортно-загрузочными устройствами.
В условиях гибкого автоматизированного производства непрерывность выполнения может нарушаться направлением обрабатываемых заготовок на промежуточный склад в периоды между отдельными позициями, выполняемыми на разных технологических модулях.
Кроме технологических операций в состав технологического процесса в ряде случаев (например, в поточном производстве и особенно при обработке на автоматических линиях и в гибких технологических комплексах) включаются вспомогательные операции
(транспортные, контрольные, маркировочные, по удалению стружки и т.
п.), не изменяющие размеров, формы, внешнего вида или свойств обрабатываемого изделия, но необходимые для осуществления технологических операций.
Установ – часть технологической операции, выполняемой при неизменном закреплении заготовки или собираемой сборочной единицы.
Например, обтачивание вала при закреплении в центрах на токарном станке – первый установ; обтачивание вала после его поворота и закрепления в центрах для обработки другого конца – второй установ. Эту же операцию можно выполнить за один установ на двустороннем станке, позволяющем проводить одновременную обточку с двух сторон.
При выполнении некоторых технологических операций установленная и закрепленная заготовка или собираемая сборочная единица должны занимать ряд последовательных положений относительно рабочих органов оборудования с помощью поворотных или перемещающих устройств, т. е. занимать различные позиции.
Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовкой или сборочной единицей для выполнения определенной части операции.
Например, на рис. 2.1 показано фрезерование поверхностей 1 и 2 в две позиции; заготовка закреплена на поворотной части 3 приспособления 4. Обработав поверхность 1 (первая позиция), заготовку, не раскрепляя, поворачивают с помощью поворотной части приспособления на 180°, фиксируют фиксатором 5 и фрезеруют поверхность 2 (вторая позиция).
Рис. 2.1. Фрезерование поверхностей 1 и 2 в две позиции
ГОСТ 3.1109–82 определены основные элементы технологических операций. Операция разделяется на технологические и вспомогательные переходы.
Технологический переход – это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке.
Например, последовательное точение резцом сначала одной ступени вала, а затем другой будет состоять из двух технологических переходов; если же выполнять обточку этих ступеней одновременно двумя резцами (рис. 2.2), то это будет обтачивание в один переход. Обработка одной и той же поверхности заготовки на черновом, а затем чистовом режиме будет состоять из двух технологических переходов, так как изменяются режимы резания.
Вспомогательный переход – это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей предмета труда, но необходимы для выполнения технологического перехода. Примерами вспомогательных переходов являются: установка заготовки перед обработкой, поворот резцовой головки, смена инструмента т.д.
Переход состоит из рабочих и вспомогательных ходов.
Рабочий ход – законченная часть технологического перехода в виде однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки. За каждый рабочий ход снимается один слой материала заданной толщины при неизменном режиме обработки.
Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода в виде однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, но необходимого для выполнения рабочего хода. Например, вспомогательным ходом является перемещение суппорта токарного станка в исходное положение после выполнения обточки.
Прием – это законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.
Технологическая операция - законченная часть технологического
процесса, выполняемая на одном рабочем месте. На операцию
определяется норма времени и операция является, таким образом,
единицей для планирования объема работы и рабочих мест в цехе
Технологическая операция является основной структурной единицей ТП. Эта часть техпроцесса, связанная с обработкой одной или нескольких одновременно обрабатываемых заготовок, одним или несколькими одновременно работающи-ми рабочими, на одном рабочем месте и непрерывно.
Условие непрерывности операции означает выполнение предусмотренной ею работы без перехода к обработке другого изделия или этого же изделия, но на другом рабочем месте. Например, обработка ступенчатого валика в центрах на токарном станке представляет собой одну технологическую операцию, если ее выполняют в такой последовательности: устанавливают заготовку в центрах, об-тачивают валик с одного конца, снимают заготовку, переустанавливают хомутик и вторично устанавливают заготовку в центрах, обтачивают валик с другого конца.
Аналогичную по содержанию работу над валиком можно выполнить и за две операции:
Закрепить хомутик, установить заготовку в центра, обточить с одного конца и снять хомутик
Закрепить хомутик на другом конце заготовки, установить ее в центрах и обто-чить с другого конца.
Однако эти действия будут входить в разные операции, если вторичная установ-ка и обработка второго конца валика последует не сразу после обработки перво-го конца, а с перерывом для обработки других заготовок партии (т.е. сначала все заготовки обрабатываются с одного конца, а потом все - с другого). Приведен-ный пример показывает, что состав операции устанавливают не только на основе чисто технологических соображений, но и с учетом организационной целесооб-разности.
Технологическая операция является основной единицей производственного пла-нирования и учета. На основе операций определяется трудоемкость изготовления изделий и устанавливаются нормы времени и расценки.
Технологический переход
операции, выполняемая одними и теми же средствами
технологического оснащения при постоянных технологических
режимах и установке.
Вспомогательный переход - законченная часть технологической
операции, состоящая из действий человека и /или/ оборудования,
которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но
необходимы для выполнения технологического перехода /пример -
установка заготовки, смена инструмента и т.п./. Вспомогательные
переходы не записываются в карту технологического процесса. При
одновременной обработке несколькими инструментами нескольких
поверхностей переход называется совмещенным. Нередко встречаются
операции, состоящие всего из одного технологического перехода.
Рабочий ход - законченная часть технологического перехода,
состоящая из однократного перемещения инструмента относительно
заготовки и сопровождается изменением формы, размеров, качества
поверхности и свойств заготовки.