Проектирование технологических процессов

 

Проектирование  технологических процессов. Технологические процессы должны предусматривать повышение качества продукции и производительности труда, снижение себестоимости и улучшение условий труда, расширение объема механизации и автоматизации производственного цикла изготовления или ремонта изделия, быть безопасными для исполнителей. 

При проектировании технологических процессов  и операций различают три вида технологических процессов — единичный, групповой и типовой.

Единичный технологический  процесс изготовления или ремонта относится к изделиям одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства;типовой — применяют при изготовлении группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками; 
групповой — при изготовлении группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Типовая технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологических переходов для группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками; групповая технологическая операция относится к совместному изготовлению группы изделий с разными конструкциями, но общими технологическими признаками.

 
По степени детализации описания технологического процесса различают: 

- маршрутное, когда в маршрутной карте излагается  сокращенное описание всех технологических  операций; 

- операционное, когда в маршрутной карте даются  только наименования операций, а  их полное описание излагается  в операционных картах и маршрутно-операционное, когда в маршрутной карте дается  сокращенное описание одних операций, а подробное описание других—  в операционных картах. 

Разработке  технологических процессов предшествует получение исходной информации. Все  данные, содержащиеся в конструкторской  документации, и планируемая программа  выпуска называются базовой информацией. 

Руководящая информация состоит из Руководств по ремонту, технических указаний, стандартов ЕСТД и на технологическое оборудование, оснастку, документации на перспективные  технологические процессы.

В качестве справочной информации используют данные, имеющиеся в действующих технологических  процессах, описаниях прогрессивных  методов обработки, каталогах и  номенклатурных справочниках средств  технологического оснащения, в технологических  нормативах (режимы обработки, припуска, нормы расхода материалов и др.), в планах повышения технического уровня производства. 
Проектирование технологических процессов начинают с изучения рабочих чертежей и технических условий. Проводят контроль чертежей и проверку технологичности конструкции изделия. 

Затем намечают последовательность выполнения операций, выбирают оборудование и  оснастку, производят расчет технологических  режимов и нормирование. В случае необходимости выполняют также  расчеты на точность, устанавливают  припуски на обработку, промежуточные  размеры и др.

Выбор средств технологического оснащения  в соответствии со стандартами ЕСТПП  должен производиться с учетом: 

- типа производства  и его организационной  структуры; 

- вида изделия и  программы его  выпуска; 

- характера намеченного  технологического  процесса; 

- возможности группирования  операций; 

- максимального применения  имеющихся оборудования и стандартной оснастки; 

- равномерной загрузки  имеющегося оборудования.

 
Специальные средства технологического оснащения должны проектироваться  с наибольшим использованием стандартных  деталей и сборочных единиц.

При изготовлении новых деталей объектом обработки служит сортовой металл или  другой материал, из которого вначале  делают заготовки в виде поковок, отливок или отрезков, затем обрабатывают их на металлорежущих станках. 

В ремонтном  производстве объектом обработки являются восстанавливаемые детали, у которых  в процессе эксплуатации изменяются размеры, формы и свойства рабочих  поверхностей. Поэтому проектирование технологических процессов ремонта  связано с тщательным изучением служебного назначения деталей, степени износа и повреждения их в эксплуатации, анализом технических условий на изготовление деталей и указаний на сборку. 

При выборе способа восстановления изношенных поверхностей необходимо учитывать  возможные изменения структуры  и механических свойств основного  металла. 

Принятый  способ восстановления должен обеспечивать получение требуемой твердости, высокой износостойкости и необходимых  размеров рабочих поверхностей. 
При проектировании ремонтно-сборочных процессов на основании анализа конструкторских документов устанавливается сборочный состав изделия. 

Изделие расчленяется на сборочные единицы, позволяющие вести сборку их независимо друг от друга, выделяются базовые детали, определяются источники комплектования сборочных единиц. Затем составляется схема сборочного состава. 

В условиях поточного производства определяют такт потока, затем решают задачи по синхронизации работы и согласованию производительности различных видов  оборудования, поточных линий и всего  производственного процесса в целом, оценивают варианты технологического процесса и структуры производственного  процесса. 

Эти задачи решают с помощью моделирования, в результате которого можно проверить  насколько проектируемый процесс  обеспечивает синхронизацию; провести в случае необходимости корректировку; оценить производительность оборудования; выполнить соответствующие расчеты обязательных заделов на рабочих местах при отсутствии точной синхронизации процесса; осуществить анализ проекта технологического процесса и выбрать наиболее оптимальный вариант.

При расчленении технологического процесса на операции можно использовать два  принципа: концентрации (укрупнения) и  дифференциации (расчленения на большое  число простых операций). В условиях единичного и опытного производств  наиболее пригоден концентрированный, укрупненный метод построения технологического процесса. 

В серийном производстве имеется возможность  использовать принцип дифференциации операций, что позволяет применять  более производительное специализированное оборудование и поточные механизированные линии. 
В процессе проектирования технологии на вагоностроительных или вагоноремонтных предприятиях выполняется большой объем работ, который можно уменьшить созданием научно обоснованной типизации технологических процессов и нормализации их элементов.  

Типизация технологических  процессов заключается в классификации  деталей и сборочных единиц вагонов  по конструктивно-технологическим  признакам (форме, размерам, точности обработки  и материалу детали) и разработке на этой основе типовых процессов  изготовления для каждого вида деталей. 

Типизация технологических процессов позволяет  обобщить и привести в систему  существующие или разработать новые  технологические процессы, внедрить передовые и экономичные методы труда, новое оборудование, оснастку и поточные методы производства. 
Другим направлением в решении задачи ускорения и удешевления проектирования является метод групповой обработки деталей. 

Применение  этого метода особенно эффективно в  условиях единичного и мелкосерийного производства. Метод групповой обработки  основан на классификации технологически сходных деталей по классам и  группам, требующим для своей  обработки однотипного оборудования, общего технологического оснащения  и настройки станка.

Проводимая унификация и стандартизация деталей и сборочных единиц в конструкции вагонов, внедрение типовых технологических процессов, методов групповой технологии создают условия для автоматизированного проектирования отдельных технологи ческих процессов и в целом вагоноремонтного производства с использованием ЭВМ. 

Последовательность  проектирования технологических процессов на ЭВМ следующая: составляют алгоритм процесса, который затем программируют (в виде команд для ЭВМ): 

- программы и необходимый  справочный материал (сведения  об оборудовании, стандарты на инструмент  и приспособления, нормативы вспомогательного  времени и т.  п.) вводят в запоминающее  устройство машины (ЗУ); 

- в зависимости  от точностных требований чертежи деталей, инструмента и приспособлений, а также режимы обработки кодируют и переносят на перфокарты; 

- перфокарты соединяют  для нескольких  десятков деталей  (изделий) в массивы  и закладывают  во входное устройство  ЭВМ.

Работа  ЭВМ по проектированию технологических  карт проводится последовательно для  всего массива с печатанием на перфокартах. 

Перфокарты вводят в алфавитно-цифровое печатающее выводное устройство машины,в результате чего с помощью сервис-программ получают технологические документы, графики, гистограммы распределений и т. п. общепринятого образца. 

Время проектирования при использовании  ЭВМ сокращается в 30—50 раз по сравнению с обычными способами. 

Кроме того, применение ЭВМ позволяет заменить маршрутное описание процессов на подробную технологическую документацию, а также провести быстрый анализ  различных  вариантов   процесса   и   выбрать  оптимальный.

При проектировании с помощью ЭВМ инженер-технолог выбирает нужную программу (из библиотеки), разрабатывает условия при постановке задачи на ЭВМ, оценивает результаты, определяет направление дальнейших исследований и т. п.

Схема проектирования технологического процесса восстановления цапф триангелей тормозной системы вагона для расчета основных параметров на ЭВМ.

Математическая  модель технологического процесса представляет собой алгоритмическое описание последовательности выбора способа  восстановления, материала, станочного оборудования, оптимальных режимов  восстановления, расчета норм времени  обработки детали. 

Исходными данными для проектирования процесса восстановления являются наибольший и  наименьший диаметры изношенных поверхностей, общая длина детали, длина восстанавливаемой  поверхности, класс точности обработки  восстанавливаемой поверхности, материал цапфы, количество триангелеи в партии. 

Выходными данными являются:  операционные  карты  наплавки  и  обработки  резанием.

Ремонт  каждого вагона выполняется по следующей  технологической схеме: приемка  вагона в ремонт (приемочная стадия), очистка вагона в целом (предварительная  стадия), разборка вагона, очистка и  разборка сборочных единиц, дефектация деталей, ремонт и изготовление (приобретение) новых составных частей, подача сборочных единиц и деталей на позиции ремонта и сборки вагонов, ремонт рамы, кузова и сборочные работы на вагоне, окрашивание вагона, сушка вагона, испытание и сдача отремонтированного вагона (заключительная стадия). 

При разработке технологии ремонта вагонов в  качестве базовой информации используют альбомы и конструкторские комплекты  чертежей тех вагонов, ремонт которых  осуществляется или планируется. Заданную программу выпуска определяют по количеству и типам вагонов с  тем, чтобы можно было выбрать  нужную форму организации производства и с ней увязать проектируемые  технологические процессы.