Механические цеха

3. Основные группы механических цехов и формы организации работы

При массовом и крупносерийном производстве технологический процесс строится по принципу дифференциации или по принципу концентрации операций.

По первому принципу технологический процесс дифференцируется (расчленяется) на элементарные операции с примерно одинаковым временем выполнения (тактом) или кратные такту; каждый станок выполняет одну определенную операцию. В связи с этим станки здесь применяются специальные и узкоспециализированные; приспособления для обработки должны быть также специальными, предназначенными для выполнения только одной операции. Часто такое специальное приспособление является неотъемлемой частью станка.

По второму принципу технологический процесс предусматривает концентрацию операций, выполняемых на многошпиндельных автоматах и полуавтоматах, агрегатных, многопозиционных, многорезцовых станках, связанных в одну линию (автоматические линии), производящих (автомата-; чески) одновременно или последовательно несколько операций, включающих обработку и вспомогательные действия при малой затрате основного (технологического) времени. Подобные станки все шире внедряются в производство; особенно широкое применение они получили в автомобильном и тракторном производстве.

Режущий инструмент для выполнения определенных операций применяется специальный, специализированный или приспосабливается нормальный.

В качестве измерительного инструмента, гарантирующего взаимозаменяемость деталей, применяются предельные калибры, а также измерительные приборы, приспособления и автоматические измерительные устройства. Наиболее эффективны автоматические контрольные устройства измеряющие детали в процессе их обработки на станках. Благодаря этим устройствам повышается производительность станков, так как исключается необходимость их остановки для промера деталей и представляется возможность одновременного обслуживания нескольких станков снабженных такими автоматическими устройствами для измерения

Массовое производство получило широкое применение в автомобиле- и тракторостроении, двигателестроении, сельскохозяйственном машиностроении, на предприятиях, изготовляющих мотоциклы, велосипеды, швейные и пишущие машины и т. д.

Каждому из описанных выше видов производства (единичному, серийному, массовому) свойственны соответствующие формы организации работы и способы расположения оборудования, которые определяются характером изделия и производственного процесса, объемом выпуска и рядом других факторов.

Существуют следующие основные формы организации работы:

1. По видам оборудования, свойственная главным образом единичному производству; для отдельных деталей применяется в серийном производстве.

Станки располагаются по признаку однородности обработки, т. е. создаются участки станков, предназначенных для одного вида обработки, -- токарных, строгальных, фрезерных и др.

2. Предметная, свойственная главным образом серийному производству; для отдельных деталей применяется в массовом производстве. Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки. В той же последовательности, очевидно, образуется и движение деталей. Обработка деталей на станках производится партиями; при этом время выполнения операции на отдельных станках может быть не согласовано с временем операции на других станках. Изготовленные детали во время работы хранятся у станков и затем транспортируются целой партией. Детали, ожидающие поступления на следующий станок для выполнения очередной операции, хранятся или у станков, или на специальных площадках между станками, где производится контроль деталей.

3. Поточно-серийная, или переменно-поточная, свойственная серийному производству; станки располагаются также в последовательности технологических операций, установленной для деталей, обрабатываемых на данной станочной линии. Производство идет партиями, причем детали каждой партии могут несколько отличаться одна от другой размерами или конструкцией, допускающими, однако, обработку их на одном и том же оборудовании. Производственный процесс ведется таким образом, что время выполнения операции на одном станке согласовано с временем работы на следующем станке; детали данной партии перемещаются со станка на ста- нок в последовательности технологических операций, создавая непрерывность движения деталей по станкам. Переналадка станков, приспособлений и инструмента, а также перестройка производственного процесса при переходе на обработку сходных деталей других партии обеспечиваются предварительной технической подготовкой и расчетом нормы времени по каждой операции, которая должна быть примерно одинаковая ко всем станкам (дополнительно см. п. О настоящего параграфа).

4. Прямоточная, свойственная массовому (и в некоторой мере крупносерийному) производству; станки располагаются в последовательности технологических операций, закрепленных за определенными станками; детали со станка на станок передаются поштучно, но синхронизация времени операций выдерживается не на всех участках линии, т. е. время выполнения отдельных операций не всегда равно (или кратно) такту, вследствие этого около станков, у которых время выполнения операции больше такта, создаются заделы необработанных деталей. Такая форма работы называется иногда пульсирующим потоком.

Транспортирование деталей от одного рабочего места к другому осуществляется рольгангами, наклонными желобами и другими немеханизированными транспортными устройствами; иногда применяются и конвейеры, служащие здесь только в качестве транспортеров.

5. Непрерывным потоком, свойственная только массовому производству. При этой форме организации работы станки располагаются в последовательности операций технологического процесса, закрепленных за определенными станками, время выполнения отдельных операций на всех рабочих местах примерно одинаково или кратно такту, благодаря чему достигается синхронизация операций и создается определенный такт работы для всех рабочих мест поточной линии.

Различают несколько разновидностей работы непрерывным потоком:

а) работа непрерывным потоком с передачей деталей (изделий) простыми транспортными устройствами -- без тягового элемента (рольганги, склизы, скаты, наклонные желобы и т. п.);

б) работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (изделий) транспортными устройствами с тяговым элементом. Передвижение деталей от одного рабочего места к другому производится при помощи механических транспортирующих устройств -- конвейеров, которые двигаются периодически, толчками. Конвейер перемещает деталь через промежуток времени, соответствующий величине такта работы, в течение которого конвейер стоит и выполняется рабочая операция; продолжительность выполнения операции примерно равна величине такта работы, который поддерживается конвейером механически;

в) работа непрерывным потоком с непрерывной подачей деталей (изделий) также механическими транспортными устройствами с тяговым элементом; в этом случае механический конвейер движется непрерывно перемещая расположенные на нем детали от одного рабочего места к другому. Операция выполняется во время движения конвейера; при этом деталь или снимается с конвейера для выполнения операции (обработка на станках), или остается на конвейере, и в этом случае операция выполняется во время движения детали вместе с конвейером (сборка изделия). Скорость движения конвейера должна соответствовать времени, необходимому на выполнение операции. Как и в предыдущем случае, такт работы механически поддерживается конвейером.

Для всех рассмотренных случаев работы непрерывным потоком можно установить, что решающим фактором, обусловливающим соблюдение принципа непрерывного потока, является не механическое транспортирование деталей (изделий), а такт работы.

По уровню и характеру специализации можно выделить следующие основные группы механических цехов:

а) подетально специализированные цехи, изготовляющие узкую номенклатуру конструктивно и технологически подобных деталей в больших масштабах;

б) цехи, специализированные на изготовлении комплекта оригинальных деталей, входящих в определенный узел или агрегат машины;

в) цехи, специализированные на производстве однотипных деталей и отличающиеся от цехов первой группы более широкой номенклатурой изготовляемых деталей и меньшими масштабами производства по каждой номенклатурной позиции;

г) цехи универсального профиля.

Механические цехи подетальной специализации организуются для производства деталей массового применения. Они характеризуются наиболее высоким уровнем специализации, оптимальными объемами производства и наибольшей эффективностью. По агрегатному (узловому) признаку создаются цехи автомобильных заводов (цехи двигателей, коробки передач, шасси, задних и передних мостов) и механические цехи заводов серийного и массового производства. Третья группа цехов организуется обычно на заводах серийного производства для механической обработки оригинальных деталей. В этом случае, наряду с поточными и автоматическими линиями, широко используются предметно-замкнутые участки с разным уровнем специализации.

4. Развитие машиностроения, совершенствование механообработки рациональная организация производства

4.1. Развитие машиностроения

В мировой практике достигнуты определенные успехи в развитии машиностроительного производства. Основная тенденция развития машиностроения -- автоматизация производственных процессов.

Страны с высокооплачиваемой рабочей силой идут по пути внедрения ГПС (гибких производственных систем) и создания заводов-автоматов на основе роботизации. В этом плане значительных успехов достигли Япония, скандинавские страны, Италия, США и др.

В XXI веке передовые машиностроительные заводы мира будут разрабатывать и внедрять непрерывные процессы на основе микроэлектроники, биотехнологии, генной инженерии с использованием экстремальных условий (сверхнизкие или сверхвысокие температуры и/или давления) в замкнутых безотходных циклах автоматизированного производства. Основными условиями внедрения этих технологий являются:

· унификация внутреннего содержания и структур при дифференциации (индивидуализации, разунификации) внешнего оформления конечных товаров; стандартизация понятий, методов, средств
оснащения и измерений, документов и других компонентов на всех
уровнях иерархии (мировое сообщество, страна, регион, отрасль,
фирма);

· дальнейшее развитие форм организации (специализации, концентрации, кооперирования) на всех уровнях иерархии;

· диффузия инноваций в мировом масштабе на основе взаимовыгодных обменов новшествами;

· автоматизация управления и др.

Перечисленные направления совершенствования технологических процессов носят глобальный характер. Подробнее эти направления изучаются в курсе "Технология машиностроения". Далее, вкратце рассмотрим организационные аспекты совершенствования работы механических цехов [19].

Перспективы совершенствования работы механических цехов определяются общими тенденциями развития машиностроения. В связи с созданием новых высокопроизводительных и точных машин и приборов повышаются требования к точности обработки деталей, чистоте поверхности, стабильности признаков качества в партии одинаковых деталей, Вместе с тем стремление к максимальному снижению затрат на производство обязывает сокращать трудоемкость механической обработки. Решение этой задачи идет по пути как организации производства наиболее точных заготовок, максимально приближающихся по форме и размерам к форме и размерам готовой детали, так и совершенствования самой механической обработки.

4.2. Совершенствование механообработки и рациональная организация производства

На ряде предприятий совершенствование механообработки связано с осуществлением технического перевооружения и, в первую очередь, с заменой старого изношенного оборудования и созданием комплексно механизированных и автоматизированных участков и цехов. Совершенствование технологии механической обработки идет по пути снижения удельного веса черновых операций, все более широкого использования процессов электрообработки, ультразвуковой обработки, электрофизических и электрохимических методов обработки, лазерной обработки и т. д. На смену металлам приходят композиционные материалы (композиты), пластические массы и т. п. Изменения в организации технического обслуживания производства в значительной мере обусловливаются комплексной механизацией и автоматизацией. Централизация или выполнение сторонними организациями ряда функций технического обслуживания обрабатывающего производства в области ремонта, транспортных работ и т. л. также вносит существенные изменения в организацию обрабатывающего производства. Важное значение в совершенствовании обрабатывающего производства, так же, как и предприятия в целом, имеет внедрение системы менеджмента.

Рациональная организация производства механических цехов определяется степенью выполнения принципов рационализации структур и процессов.

Например, целями проектирования новых и реорганизации действующих механических цехов обычно являются:

· увеличение объема выпускаемой продукции в соответствии с
рекомендациями маркетинговых исследований;

· повышение качества выпускаемой продукции и ее сервиса;

· снижение себестоимости продукции при соблюдении требований по качеству за счет активизации инновационной деятельности;

· снижение эксплуатационных затрат за счет повышения качества продукции; качества ее сервиса и совершенствования организации эксплуатации (применения) продукции;

· полное или частичное сочетание перечисленных выше задач.
Решение перечисленных задач в конечном счете приведет к повышению конкурентоспособности выпускаемой продукции.

Основными этапами работ и технико-экономических расчетов, связанных с проектированием новых и реорганизацией действующих механических цехов, являются:

определение производственной программы цеха на основе
маркетинговых исследований;

определение производственной структуры цеха;

разработка мероприятий по совершенствованию технологичности выпускаемой продукции;

разработка мероприятий по совершенствованию технологических процессов, системы норм и нормативов, организации труда;

проектирование производственных участков;

проектирование вспомогательных отделений, служебных и
бытовых помещений, компоновка площадей;

разработка системы планирования;

разработка системы менеджмента цеха;

расчет технико-экономических показателей цеха;

оценка эффективности проекта и функционирования цеха.
Основными направлениями совершенствования работы механических цехов являются:

1) повышение уровня специализации и концентрации производства однотипных деталей на основе унификации изделий, сбороч.ных единиц, деталей на стадии их конструирования;

2) применение групповых методов изготовления деталей;

3) применение безотходных малооперационных технологий;

4) механизация и автоматизация производства;

5) анализ и соблюдение принципов рационализации структур и процессов;

6) анализ и применение современных методов менеджмента и др.

5. Подетальная программа механического цеха

Исходными данными для проектирования цеха являются:

· подетальная производственная программа и перспективы ее

· изменения;

· технико-экономическая характеристика цеха;

· результаты анализа внешних и внутренних воздействий на работу цеха, слабых и сильных сторон его деятельности с позицийконкурентоспособности;

· техническая документация (чертежи, проекты, технологические процессы, нормы и нормативы и т. п.);

· справочные материалы и т. п.

В условиях крупносерийного и массового производства разрабатывается подетальная программа, в средне- и мелкосерийном производстве -- в приведенных или условных единицах. Программа в приведенных единицах разрабатывается на основе группировки деталей, сходных по конструкции и технологии изготовления.

В каждой группе выбирается деталь-представитель, Классификация деталей облегчает решение вопросов: унификации, исследования экономической эффективности межзаводской кооперации, использования неметаллических материалов, выбора наиболее экономичных заготовок, концентрации производства однотипных деталей в одном цехе, формирования производственных участков в реорганизуемом цехе и т. д.

Таким образом, на первом этапе должна быть сформирована подетальная программа, учитывающая реальные перспективы развития производства на предприятии, а иногда и в более широком масштабе (например, развитие заготовительной базы, расширение производства унифицированных и стандартных деталей и т. п,), и обеспечивающая углубление специализации. Число производственных участков и уровень их специализации зависят от номенклатуры и трудоемкости производственной программы.

К вспомогательным, службам цеха относят; инструментальное хозяйство в составе инструментально-раздаточной кладовой (ИРК), кладовой приспособлений и абразивов, отделения заточки, мастерской по ремонту приспособлений и оснастки; ремонтное хозяйство в составе цеховой базы по текущему ремонту оборудования и соответствующих кладовых (масел, запчастей и т. п.); складское хозяйство (склады металла и заготовок, межоперационного хранения деталей, хранения готовых деталей, кладовые вспомогательных материалов); бюро технического контроля; службы по сбору, переработке и удалению отходов и т. п. Состав вспомогательных отделений определяется в зависимости от объема соответствующих работ и особенностей организации общезаводских служб.

В механических цехах существуют все разновидности производственных участков, начиная от универсальных, образованных по принципу однородности технологического оборудования, до автоматических линий. Выбор типа производственного участка производится в зависимости от номенклатуры и объема производства по каждой номенклатурной позиции, предварительной группировки этих данных и ориентировочного определения на этой основе уровня специализации рабочих мест. Уровень специализации рабочих мест определяется с помощью коэффициента специализации;

где Кси -- коэффициент специализации, характеризующий число операций, закрепленных за единицей технологического оборудования;

т -- общее количество операций;

Сье -- количество установленного оборудования.

Соответствующие значения Кси| по типам производства и типы производственных участков приведены в таблице 1.

Таблица 1. Значения коэффициента специализации и типы участков по типам производства

Параметры	Тип производства
	Массовое	Крупно-серийное	Средне- серийное	Мелкосерийное и единичное
Ксп	1	2--10	11--20	Свыше 21
Тип участка	Автоматические линии, поточные линии	Поточные линии, автоматические линии	Предметно- замкнутые участки поточные линии	Универсальные предметно- замкнутые участки

При проектировании и реконструкции механических цехов необходимо располагать типовыми технологическими процессами, соответствующими различным объемам производства. Методика выполнения работ по проектированию и технико-экономические расчеты изменяются в зависимости от типа производственного участка. В поточном производстве -- по соотношению штучного времени по каждой операции такта линии. Численность рабочих-станочников определяется по трудоемкости обработки или исходя из количества оборудования и принятой сменности (в поточном производстве на основе плана-графика работы линии). Выбор того или иного варианта расположения оборудования обусловливается требованием наилучшего использования площадей при соблюдении норм, обеспечивающих безопасность работы и удобство обслуживания оборудования (ремонт, обслуживание транспортом и т. п.). Ширина проездов и проходов между станками определяется габаритами применяемых транспортных средств.

Заключение

1. В механических цехах обрабатывается широкая номенклатура разнообразных деталей, насчитывающая сотни и тысячи наименований. Широкая номенклатура и разнообразие выпускаемой продукции, а также многооперационность технологических процессов выдвигают на первый план необходимость целесообразной специализации цехов и участков на базе унификации и стандартизации изделий, сборочных единиц, деталей и конструктивных элементов, типизации технологических процессов и рационального кооперирования предприятий.

2. Вид производства и соответствующие ему формы организации работы определяют характер технологического процесса и его построение. Поэтому, прежде чем приступить к проектированию технологического процесса механической обработки деталей, необходимо исходя из заданной производственной программы (с учетом запасных частей) и характера подлежащих обработке деталей установить вид производства -- единичное, серийное, массовое и соответствующую ему организационную форму выполнения технологического процесса.

3. Существуют следующие основные формы организации работы: по видам оборудования, предметная, поточно-серийная, прямоточная, непрерывным потоком. По уровню и характеру специализации можно выделить следующие основные группы механических цехов специализированные: подетально, на изготовлении комплекта оригинальных деталей, на производстве однотипных деталей, универсального профиля

4. Совершенствование технологии механической обработки идет по пути снижения удельного веса черновых операций, все более широкого использования процессов электрообработки, ультразвуковой обработки, электрофизических и электрохимических методов обработки, лазерной обработки и т. д. На смену металлам приходят композиционные материалы (композиты), пластические массы и т. п.

Список литературы:

1. Антонов А. Н., Морозова Л.С., Основы современной организации производства: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Дело и сервис, 2008 - 432с.

2. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. М.: Высшая школа, 1969.

3. Фатхутдинов Р. А. Организация производства: Учебник. - М.: ИНФРА-М, 2008. - 672 с.

Страницы: 1, 2