План-конспект лекций по курсу: " Проектирование механосборочных цехов и заводов для студентов спец. 151001 "Технология машиностроения"
Скачать 1.06 Mb.
|
| ТЕМА 2. СОСТАВ И КОЛИЧЕСТВО ОСНОВНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 1. Цели и задачи изучения темы: - значение технологических характеристик типов машиностроительного производства и методов их организации; - знание основных требований к технологическому оборудованию и принципов выбора состава основного технологического оборудования для современного механосборочного производства; - знание методов проектирования механосборочных цехов; - умение определять количество основного технологического оборудования при проектировании производственных участков и линий механосборочных цехов для различных форм их организации. 2. Перечень основных вопросов темы 2.1 Основные положения по выбору состава технологического оборудования. 2.2 Производственная программа и методы проектирования цеха. 2.3 Методы определения трудоемкости и станкоемкости обработки и сборки. 2.4 Режим работы и фонды времени. 2.5 Расчет количества основного технологического оборудования для поточного производства. 2.6 Расчет количества основного технологического оборудования и рабочих мест при непоточном производстве. 3. Краткое содержание основных вопросов темы 3.1 Основные положения по выбору состава технологического оборудования (наименование вопроса) Для современного механосборочного производства характерен высокий уровень автоматизации производственных процессов, поэтому технологическое оборудование должно обеспечивать не только автоматизацию обработки или сборки, но и стыковаться с оборудованием и технологическими средствами, объединяющими отдельные виды технологического оборудования в единый автоматизированный производственный процесс. Так, например, станки с ЧПУ для встраивания в состав ГПС должны стыковаться с промышленными роботами для их автоматической загрузки, системы ЧПУ должны иметь вход для стыковки с ЭВМ высшего уровня и для передачи в их запоминающее устройство заранее разработанных управляющих программ, иметь системы диагностики и т.д. Характер и состав технологического оборудования во многом определяется типом производства. Тип производства является классификационной категорией в зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий. Различают три типа производства: единичное, серийное и массовое. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготавливаемых изделий и малым объемом выпуска. Это, как правило, опытное производство изделий, изготовление уникальных машин. Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготавливаемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно большим объемом выпуска. В условиях серийного производства выпускают 75-80% изделий. Характерна тенденция увеличения относительной доли серийного производства. Серийное производство в зависимости от числа изделий в партии или серии и их повторяемости условно делят на мелко-, средне- и крупносерийное. Продукцией серийного производства являются станки, компрессоры, специальные машины- и другие изделия, выпускаемые, как правило, в различных модификациях на общей базе. Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течении продолжительного времени. Продукцией массового производства в машиностроении являются автомобили, тракторы, холодильники и другие изделия, выпускаемые в больших количествах. Для определения типа производства пользуются коэффициентом закрепления операций: Кз.о.= nоп/М где –nоп число различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению на участке, линии или цехе в течении месяца, М - число мест рабочих соответственно участка, линии или цеха. ГОСТ 3.1108-74 рекомендует следующие значения коэффициентов закрепления операций в зависимости от типа производства: для единичного производства - свыше 40; для мелкосерийного производства - свыше 20 до 40 включительно; для среднесерийного производства - свыше 10 до 20 включительно; для крупносерийного производства - свыше 1 до 10 включительно; для массового производства - 1. Таким образом, тип производства с технологической точки зрения характеризуется средним числом операций, выполняемым на одном рабочем месте, а это в свою очередь определяет степень специализации и особенности используемого оборудования . В пределах одного цеха на разных участках могут быть различные типы производства. Это во многом зависит от продолжительности операций технологического процесса деталей или изделий изготовляемых на участке. Так, например, изготовление базовых деталей станка может быть организовано по принципу крупносерийного производства, в то время как на участках для изготовления деталей типа тел вращения (валов, зубчатых колес и др.) может быть среднесерийное или даже мелкосерийное производство. Это связано с тем, что трудоемкость обработки базовых деталей в десятки раз выше трудоемкости изготовления деталей типа тел вращения. Необходимо иметь в виду то, что деление на типы производства условно, а также то, что при широком развитии ГПС будут постепенно стираться существенные различия в оборудовании производства различного типа. Даже массовое производство в настоящее время становится быстросменным, что требует высокопроизводительного оборудования, которое может быстро переналаживаться на изготовлении других изделий. При выборе состава технологического оборудования современных цехов механосборочного производства необходимо учитывать следующие основные тенденции в технологии производства машин; интенсификацию технологических процессов; повышение качества обработки деталей и сборки машин; комплексную автоматизацию производственных процессов; повышение производительности труда и рентабельности производства. Интенсификация производственных процессов заключается в использовании параллельных и параллельно-последовательных схем обработки и сборки, в создании и применении оборудования, реализующего многоинструментальную обработку в одной или нескольких позициях одновременно. Наиболее широкое применение интенсивные технологии нашли в массовом и крупносерийном производстве, где широко используют агрегатные станки и автоматические линии, скомпонованные из них. Так как современное массовое производство характеризуется быстросменностью, агрегатные станки и автоматические линии должны обладать гибкостью к изменению определенных конструктивных параметров изделий. Традиционные одно- и многошпиндельные автоматы, существенным недостатком которых была сложность и высокая трудоемкость переналадки, в настоящее время оснащают системой ЧПУ, что делает эффективным их применение в условиях не только гибкого массового, но и серийного производства. При этом в токарных станках с ЧПУ предусматривают инструментальные шпиндели для обработки пазов, внецентренных отверстий, лысок и других поверхностей. Это позволяет практически полностью изготавливать деталь на одном станке. Эффективность обработки повышают интенсификацией режимов резания за счет применения высокопроизводительных режущих материалов. Повышение точности обработки обеспечивают применением чистового точения, фрезерования и растачивания инструментами из сверх твердых материалов. В условиях серийного производства возможности использования интенсивных технологий на основе параллельной или параллельно-последовательной концентрации технологических переходов были ограничены значительными потерями на переналадку. Широкое использование современных станков с ЧПУ, оснащенных инструментальными магазинами, обеспечивает значительную интенсификацию процесса обработки благодаря резкому сокращению вспомогательного времени (до 3-4 раз). Создание многоинструментальных станков с ЧПУ для параллельной обработки, например, токарных станков, оснащенных головками, позволяет вести обработку валов, фланцев и других изделий с пазами, лысками, поперечными и внецентренными отверстиями. Широкие технологические возможности подобных станков обеспечивают их эффективность в мелко-, средне- и крупносерийном производстве. Многошпиндельную обработку на специализированных агрегатных станках с успехов применяют в массовом и крупносерийном производстве. При этом ведут одновременную обработку нескольких заготовок (параллельная схема), либо последовательную обработку нескольких поверхностей одной заготовки. Основным критерием при выборе состава оборудования цеха являются минимальные приведенные затраты на годовой выпуск: З=С+Ен*К, где: С - себестоимость годового выпуска; Ен - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; К - капитальные вложения, рассчитанные на годовой объем продукции, которые включают стоимость оборудования, инструмента, знаний, затраты на незавершенное производство, жилищное и культурно-бытовое строительство. Развитие автоматизации производства, а также современные тенденции в машиностроении, характеризующиеся увеличением удельного веса многономенклатурного производства и сокращением продолжительности выпуска изделий в условиях массового производства, обусловили создание и широкое внедрение гибких производственных систем (ГПС). ГПС - это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течении заданного промежутка времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах знаний их характеристик. По организационным признакам выделяют следующие ГПС; гибкая автоматизированная линия (ГАЛ), гибкий автоматизированный участок (ГАУ) и гибкий автоматизированный цех (ГАЦ). Производственная структура ГПС включает в себя два основных комплекса: производственный и управляющий вычислительный комплекс. При построении комплексов и их составных частей используют системный подход; каждая составная часть рассматривается как система, состоящая из технических средств автоматизации и механизации физического труда и управленческих функций с определенным порядком их взаимодействия. В свою очередь производственный комплекс включает в себя производственную систему и систему обеспечивания функционирования производства. Система обеспечивания функционирования ГПС - это совокупность взаимосвязанных систем, обеспечивающих технологическую подготовку производства изделий, управление ГПС с помощью ЭВМ, хранение и автоматическое перемещение объектов производства и технологической оснастки. В общем случае в состав системы обеспечения функционирования входят: - автоматизированная транспортно-складская система; - автоматизированная система инструментального обеспечения; - автоматизированная система управления технологическими процессами; - система автоматизированного контроля; - автоматизированная система удаления отходов; - автоматизированная система проектирования; - автоматизированная система управления ГПС и др. В соответствии с двумя формами специализации участков механообработки- технологической и предметной, возможны два направления создания ГПС. Первое направление охватывает автоматизацию отдельных технологических операций и создание операционных ГПС (токарных, фрезерных, шлифовальных). Второе направление характеризуется комплексной автоматизацией технологических процессов обработки деталей определенного класса, что в условиях быстрой переналадки обеспечивает значительно большую эффективность по сравнению с эффективностью операционных ГПС. Организационной основой ГПС является групповая технология, обеспечивающая минимальные простои оборудования из-за переналадки при целевой подетальной специализации участков и цехов. В этом случае на участке выполняются технологически однородные операции обработки одного изделия или нескольких различных изделий. Для этого предварительно производят классификацию всех деталей по конструктивно-технологическим признакам. Затем детали объединяют в группы по признаку общности применяемого оборудования, наладок и инструментальной оснастки. После этого разрабатывают групповые технологические процессы, позволяющие выполнять обработку на участке любых деталей группы по общему технологическому процессу. В соответствии с принципами групповой технологии создают ГПС для изготовления: - деталей типа тел вращения (валы, фланцы, втулки, зубчатые колеса и др.); - корпусных деталей и пространственных кронштейнов и рычагов; - плоскостных деталей (планки, крышки, панели и др.) - смешанной группы деталей, состоящих из деталей, входящих в перечисленные выше группы. Преимущества ГПС наиболее полно реализуются, если на автоматизированном участке или линии осуществляется полное изготовление деталей. Однако ввиду отсутствия пока ГПМ для некоторых технологических операций, а также необходимости использования имеющегося оборудования, допускается в обоснованных случаях выполнять отдельные операции на других участках с более низким уровнем автоматизации. В этом случае ГПС включается в качестве составной части участка, цеха имеющий менее высокий уровень автоматизации для обеспечения замкнутого цикла изготовления. В настоящее время в механообработке применяют три типа решений ГПС: 1.создание гибких участков и линий из работающих на заводе и серийно выпускаемых станков с ЧПУ. При этом участки дополняют автоматизированными транспортными системами, складами. Станки оснащаются устройствами автоматической загрузки; 2.создание линий и участков на базе типовых решений, разработанных станкостроительными НИИ и КБ, и серийно выпускаемых ГПМ; 3.создание ГПС на базе специальных разработок с использованием новых прогрессивных решений и оборудования, спроектированного по агрегатному принципу (многопозиционных многоцелевых станков, ГПМ с многошпиндельными головками и др.). ГПС занимает промежуточное положение между станками с ЧПУ, обладающими высокой гибкостью и относительно маленькой производительностью, и автоматическими линиями массового производства, высокопроизводительными, но значительно менее гибкими. Основными источниками повышения эффективности ГПС являются, повышение машинного времени за счет автоматической смены заготовок и сокращения времени переналадки, повышение коэффициента сменности до 2,5-3, уменьшения вложений в оборотные средства путем сокращения партий запуска и производственного цикла. По этому при выборе состава ГПС и степени автоматизации транспортной системы, системы инструментообеспечивания и контроля необходимо оценивать допустимое при этом возростание стоимости производственной системы по сравнению со стоимостью при использовании автономных станков с ЧПУ. Ориентировочно допустимое возростание стоимости ГПС по сравнению со стоимостью автономных станков К цв.ст-должно быть компенсировано увеличением машинного времени (К цв.м.в.), увеличением стоимости (К цв.см. ) и уменьшением вложений в оборотные средства (К ум.о.с.) Кцв.ст.=(К цв. м.в.*К цв.см)/К ум.о.с. При выборе состава основного оборудования сборочных цехов и сборочных отделений необходимо учитывать изложенные выше принципы, обеспечивая наименьшие приведенные затраты на годовой выпуск. В состав основного сборочного оборудования включают оборудование для выполнения технологического процесса сборки: сборочные стенды, верстаки для сварки, столы сборщиков, металлорежущие станки для дополнительной обработки при сборке, прессы, моечные машины, испытательные и контрольные стенды, сборочные конвейеры, автоматические и автоматизированные сборочные установки и линии и т.д. В массовом и крупносерийном производстве сборку выполняют с использованием автоматических и автоматизированных установок и линий, сборочных конвейеров, средств механизации и автоматизации технологических переходов сборки на отдельных позициях. В условиях серийного, мелкосерийного и единичного производства используются сборочные стенды, верстаки, оснащенные приспособлениями и механизированным инструментом в соответствии с выполняемой работой, Прогресс в области роботизации открывает реальные перспективы использования в условиях серийного производства автоматизированных сборочных мест, оборудованных одним или несколькими сборочными роботами с магазином сменных схватов и их автоматической сменой. На их основе создают ГПС сборки. 3.2. Производственная программа выпуска изделий и методы проектирования цеха (наименование вопроса) Производственную программу выпуска цеха определяют, исходя из производственной программы завода, с учетом установленного процента запасных частей. В зависимости от типа производства и этапа проектирования производственная программа выпуска может быть точной, приведенной и условной. В соответствии со способом задания применяют методы проектирования по точной, приведенной и условной программе. Производственная программа выпуска, обеспеченная всеми чертами и техническими условиями на изготовление изделий и составленная по определенной форме в виде ведомости, включающей полный перечень деталей и сборочных единиц, подлежащих обработке или сборке в данном цехе, с указанием их количества, массы, вида заготовки и материала - называется точной программой. Метод проектирования по точной программе предусматривает разработку технологических процессов обработки и сборки, выбор оптимального оборудования и расчет технически обоснованных норм времени на все детали и сборочные единицы, входящие в производственную программу. На основании этих расчетов определяют количество потребного оборудования, загрузку его по времени, а также составляют заявочную спецификацию на оборудование. Точная программа выпуска обязательна при проектировании цехов массового и крупносерийного производства, требующих большой точности всех технологических расчетов. По приведенной программе проектируют цехи средне- и мелкосерийного производства. Это объясняется тем, что при большой номенклатуре изделий нецелесообразно разрабатывать подробные технологические процессы на каждое изделие, так как эта работа связана с очень большим объемом технологических разработок и расчетов, и для его сокращения реальную многономенклатурную программу заменяют приведенной, выраженной ограниченным числом представителей и эквивалентной по трудоемкости фактической многономенклатурной программе. Таким образом, основной задачей при проектировании по приведенной программе является определение с достаточной степенью точности трудоемкости годового объема выпуска без проведения подробных технологических расчетов по всей номенклатуре изделий. С этой целью все изделия, подлежащие изготовлению, разбивают на группы по конструктивным и технологическим признакам, и в каждой группе выбирают изделие (деталь или сборочную единицу) - представитель, по которой далее ведут все расчеты. На указанные представители разрабатывают подробные пооперационные технологические процессы обработки или сборки и путем технологического нормирования определяют трудоемкость их изготовления. В качестве представителей выбирают детали или сборочные единицы, наиболее характерные для данной группы. Рекомендуется, чтобы масса Мпр и годовой выпуск Ипр представителя удовлетворяли следующим неравенствам: 0,5m max 0,1N max< N пр< 10 N min, где m max, m min, N max, N min - максимальные и минимальные массы и годовые объемы выпуска остальных изделий, входящих в данную группу. Формирование групп и выбор из них представителей является сложным и ответственным этапом проектирования, так как точность дальнейших технологических расчетов по приведенному объему выпуска в значительной степени зависит от выбора представителя. В практике проектирования любой объект производства, входящий в группу, может быть приведен по трудоемкости к представителю с учетом различия в массе, программе выпуска, сложности обработки или сборки и других параметрах. Общий коэффициент приведения; Кпр=К1*К2*К3*…*Кn, Где К1 - коэффициент приведения по массе ; К2- коэффициент приведения по серийности ; К3 - коэффициент приведения по сложности ; Кn-коэффициент приведения, другие особенности объекта, напри мер, различие в точности изделий и изделия - представителя, наличие комплектующих поставок по кооперации узлов или агрегатов и др. Коэффициент, учитывающий различия в массе для технологически однородных деталей: К1=√(m i/m пр), где : m i и m пр - соответственно масса рассматриваемой детали группы и масса детали - представителя. Эта формула выражает соотношение площадей обрабатываемых поверхностей рассматриваемой детали группы и детали - представителя. Коэффициент приведения, учитывающий различия в массе собираемых изделий, определяют по формулам: К1=( m i / m пр) или К1=m i / m пр, где : m i и m пр соответственно масса собираемого изделия группы и изделия - представителя. Первая формула пригодна при большом объеме пригоночных работ, вторая - при малом. Коэффициент приведения по серийности учитывает изменение трудоемкости обработки или сборки при изменении программы выпуска: К2=( N пр / Ni), где : N пр и Ni - программа выпуска соответственно изделия - представителя и "приводимого" изделия показатель степени; = 0,15 - для объектов легкого и среднего машиностроения и = 0,2 для объектов тяжелого машиностроения. Коэффициент приведения по сложности К3 учитывает влияние технологичности конструкции на станкоемкость обработки или трудоемкость сборки. Так, например, увеличение точности обработки и повышение требований к шероховатости поверхности ведут к увеличению станкоемкости обработки. Трудоемкость сборки, например, существенно зависит от числа сопрягаемых элементов конструкции изделия, точности сопряжения и др. В общем виде коэффициент приведения по сложности можно представить в виде произведения коэффициентов, учитывающих связи между конструктивными факторами и трудоемкостью приводимых изделий: К3=Р1* Р2*…*Рn где : Р1, Р2…Рn - коэффициенты, учитывающие различия соответствующих технических параметров в рассматриваемом изделии и изделии - представителя; ,,...- показатели, отражающие степень влияния соответствующих параметров на трудоемкость обработки или сборки. Так, например, для однородных деталей группы наиболее существенными параметрами, определяющими сложность, а соответственно и трудоемкость изготовления, будут точность и параметр шероховатости поверхности обработки. Для этого случая: К3=(Ктi / Кт пр)*(Rai / Ra пр), где : Ктi, Кт пр - средние значения квалитета точности приводимой детали и детали-представителя; Rai , Ra пр - среднее значение параметра Ra-шероховатости приводимой детали - представителя. Для определения значений рекомендуются следующие нормативы: средний квалитет 6 7 8 11 12 13 (Кт)………......... 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 Значение ( Ra) при обработке резанием определяют по следующим нормативам: R .............. 20 10 5 2,5 1,25 0,63 (Ra) ......... 0,95 0,95 1,0 1,1 1,2 1,4 Произведение всех коэффициентов приведения даст общее значение коэффициента приведения для рассматриваемой детали, сборочной единицы или изделия. Приведенная программа для каждого изделия определяется произведением заданной программы выпуска на общий коэффициент приведения. В результате этого вместо фактической многономенклатурной программы получают эквивалентную ей по трудоемкости приведенную программу, выраженную ограниченным числом изделий - представителей. Проектирование по условной программе применяют, когда невозможно точно определить номенклатуру и технические характеристики будущих машин (опытное, единичное производство). В этом случае программу задают условным изделием, близким по характеристике к изделию, планируемому к изготовлению в данном цехе. Метод проектирования по условной программе очень близок к методу проектирования по приведенной программе, с той лишь разницей, что изделие - представитель является условным. По условному изделию определяют трудоемкость обработки и сборки и выполняются все последующие расчеты. 3.3. Методы определения трудоемкости и станкоемкости обработки и сборки (наименование вопроса) При проектировании цеха, участка наряду с характеристикой и номенклатурой выпускаемых изделий необходимо иметь достоверные данные о трудоемкости изделия. Трудоемкость изделия называется время, затрачиваемое на его изготовление и выраженное в человеко-часах ( Т чел-час). Расчетная трудоемкость включает в себя все нормируемое по техпроцессу время обработки на станках и ручных операциях, причем при многостаночном обслуживании суммарное время обработки на станках, обслуживаемых одним рабочим, для определения трудоемкости делят на число обслуживаемых станков. При расчете количества оборудования необходимо иметь данные о станкоемкости изделия, т.е. о времени, затраченном на изготовление изделия и выраженном в станко - часах работы оборудования (Тст.ч.). Ориентировочно связь между трудоемкостью и станкоемкостью выражается через значение коэффициента многостаночного обслуживания: |
Похожие:
 | Министерство образования и науки российской федерации Рабочая программа по дисциплине «Сервисное обслуживание автомобилей» предназначена для студентов, обучающихся по специальности 151001.... | | Министерство образования и науки российской федерации Рабочая программа по дисциплине «Оборудование автомобиля системами безопасности» предназначена для студентов, обучающихся по специальности... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по курсу «Технология автоматизированного машиностроения» для... | | Конспект лекций по курсу “Технология лекаственных форм и галеновых... Конспект лекций по курсу “Технология лекаственных форм и галеновых препаратов” для студентов специальности «Технология фармацевтических... |
| Спецкурс немецкого языка для технических специальностей и направлений мин истерство Рекомендовано умо рае по классическому университетскому и техническому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших... | | 151001. 65 – Технология машиностроения Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Отчет о результатах самообследования основных образовательных программ... Работа кафедр по устранению недостатков, отмеченных в ходе предыдущей аккредитации |  | Рабочая программа по дисциплине ен ф04 «Химия» 151001. 65 «Технология машиностроения» Химия относится к фундаментальным наукам, формирующим инженерное мышление. Химия является одной из базовых естественно научных дисциплин... |
| Санитарные правила для литейного производства (заводов, цехов, участков) Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий, утв. Постановлением Госстроя СССР от 05. 11. 1971 n 179, утратили силу... | | Конспект лекций тема характеристика построения технологических швейных цехов Воспитание культуры поведения. Этапы работы с детьми по воспитанию культуры поведения (графический организатор) |
| Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов... | | Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов... |
| Машиностроительных производств магистерская программа Технология... Целью изучения дисциплины является овладение магистрами техники и технологий направления подготовки 151900 современными методами... | | Конспект лекций по курсу хозяйственного права тема Понятие хозяйственного права Кафедра Истории, социологии и права Назаров Андрей Александрович конспект лекций по курсу хозяйственного права |
| Программа дисциплины «Проектирование и технология электронной компонентной базы» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 210100 Электроника... | | Программа базовой подготовки по специальности 151901 Технология машиностроения... Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности 150901 Технология... |
