Определение технологической операции в машиностроении. Сущность и структура технологической операции. Элементы технологической операции и характеристика технологического процесса
Изделие получается в результате производственного процесса.
Производственный процесс это совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых на данном предприятии для изготовления или ремонта выпускаемых изделий.
Производственный процесс включает не только основные процессы, непосредственно связанные с изготовлением деталей и сборочных единиц, но и все необходимые процессы, например: подготовку производства; получение, транспортирование , контроль и хранение материалов (полуфабрикатов); ремонт оборудования и др.
Технологическим процессом (ТП) называется часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства.
Технологический метод - совокупность правил, определяющих последовательность и содержание действий при выполнении формообразования, обработки или сборки, перемещения, включая технический контроль, испытания в технологическом процессе изготовления или ремонта, установленных безотносительно к наименованию, типоразмеру или исполнению изделия.
По методу выполнения различают три основных части технологического процесса: формообразование, обработку и сборку.
При изменении положения обрабатываемой заготовки операция может состоять из нескольких установов и позиций.
Установка - это часть технологической операции , выполняемая при неизменном 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 для выполнения части операции.
Прием - законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, вспомогательный переход "установка заготовки в приспособление" включает приемы: взять заготовку, установить в приспособление и закрепить.
Общим припуском на обработку называется слой материала, представляющий собой разность между размерами заготовки и размерами окончательно обработанной детали.
Базовой поверхностью обрабатываемой заготовки называется поверхность, которой заготовку устанавливают в приспособление и ориентируют при обработке на станке относительно режущего инструмента.
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.
Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Различают следующие виды технологических операций.
Типовая технологическая операция - технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологических переходов для группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.
Групповая технологическая операция - технологическая операция совместного изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.
Структурными единицами технологической операции являются технологический переход, вспомогательный переход, позиция, рабочий ход, вспомогательный ход, прием, наладка и подналадка.
Технологический переход - законченная часть технологической 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.
Установ - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.
Поворот детали на какой-либо угол или переустановка для обработки другого торца является новым установом.
Позиция - фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.
Установленная и закрепленная на поворотном столе заготовка подвергаемая сверлению, рассверливанию, зенкерованию и развертыванию, имеет один установ, но с каждым поворотом стола будет занимать новую позицию. На многошпиндельных станках заготовка при одном ее закреплении занимает различные позиции относительно станка. Заготовка перемещается в новое положение вместе с зажимным устройством (шпиндельным блоком).
Рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки.
Вспомогательный ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода.
Прием - законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением.
Наладка - подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции. Примеры оформления наладок на операции приведены в прил. 3, 4.
Подналадка - дополнительная регулировка технологического оборудования и (или) технологической оснастки при выполнении технологической операции для восстановления достигнутых при наладке значений параметров.
Технологический процесс можно построить по принципу концентрированных или дифференцированных операций.
Концентрированной технологической операцией называют такую операцию, которая включает в себя большое количество технологических переходов. Как правило, данная операция имеет многоинструментальную наладку. Пределом концентрации операций является полная обработка детали на одной операции.
Различают три основных вида концентрации операций 18.
- 1. Последовательная концентрация операций. При этом переходы выполняются один за другим (каждый инструмент выполняет свой рабочий ход последовательно один за другим).
- 2. Параллельная концентрация операций. В этом случае переходы совмещены в один сложный переход, то есть выполняются одновременно (все инструменты совершают рабочий ход одновременно).
- 3. Параллельн-последовательная концентрация операций. В данном случае последовательно одновременно обрабатываются несколько поверхностей.
Дифференцированной называют операцию , состоящую из минимального количества переходов. Пределом дифференциации является выполнение технологической операции, состоящей из одного перехода.
Классификация технологических операций создает предпосылки для стандартизации операций и автоматического проектирования технологических процессов на основе единства обозначений технологических операций при изготовлении изделий машиностроения и приборостроения.
Классификатор технологических операций машиностроения и приборостроения 16 устанавливает основные положения и систему классификации и кодирования технологических операций, а также структуру кода технологической операции (рис. 2).
Рис. 2 Структура кода технологической операции
Технологические операции обработки резанием классифицируют по признаку рабочего места, то есть по наименованию применяемого оборудования - станка.
Классификатор технологических операций следует применять при технологической подготовке и управлении производством совместно с другими классификаторами технико-экономической информации для формирования кодов технологических операций.
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.
2. Элементы технологической операции и характеристика технологического процесса.
3. Технологическая характеристика различных типов производства.
1. Структура технологического процесса (по гост 3.1109–82)
Производственным процессом называют совокупность всех действий людей и орудий производства, необходимых для изготовления или ремонта изделий, выпускаемых на данном предприятии.
Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению (или определению) состояния предмета труда. Различают технологические процессы изготовления изделия или его части, получения заготовки, литья, термической обработки, электрофизической обработки, электрохимической обработки, сборки, контроля качества продукции, ремонта и т.д.
При обработке осуществляется заданное изменение формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки, а при сборке – образование разъемных или неразъемных соединений составных частей заготовки или изделия.
Помимо основных технологических процессов производственные процессы включают вспомогательные процессы – транспортировку, складирование, учет и отчетность.
Технологический процесс состоит из операций.
Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.
Рабочее место – часть производственной площади цеха, на которой размещены один или несколько исполнителей работы, обслуживаемая единица технологического оборудования или часть конвейера, а также оснастка и предметы труда.
Операция является основной единицей производственного планирования. Подход к операции как к единице планирования позволяет разобраться во многих спорных случаях, когда неясно, следует ли данный комплекс действий считать за одну или несколько операций.
Пример 1.
Пусть при токарной обработке партии ступенчатых валиков у всех заготовок сначала обтачивается одна шейка, потом вторая и т.д. В этом случае обработку каждой ступени можно рассматривать как законченную часть технологического процесса, составляющую одну операцию. На каждую из этих операций может быть выписан отдельный наряд. Однако часто для упрощения планирования и отчетности выписывают один общий наряд на токарную обработку валиков, которую в этом случае следует рассматривать как одну концентрированную операцию.
Пример 2.
В тяжелом машиностроении часто на одном рабочем месте с помощью переносных различных станков различными рабочими выполняется обработка различных поверхностей одной и той же заготовки.
В таких случаях работу разбивают на операции, каждая из которых выполняется с помощью определенного станка. Если же станки работают последовательно и обслуживаются одной бригадой рабочих, то возможно объединение этих операций в одну.
Пример 3.
Рабочий, который обслуживает автолинию из нескольких станков, выписывается один наряд. Поэтому автолинию следует считать одним рабочим местом, на котором выполняется одна операция.
