Определение объема выпуска деталей и типа производства

Лекция 2. 2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА ВЫПУСКА ДЕТАЛЕЙ И ТИПА ПРОИЗВОДСТВА Объём выпуска — количество деталей определённого наименования, типоразмера и исполнения, изготавливаемых в течение планируемого периода времени. На стадии проектирования технологического процесса объем выпуска детали определяется по формуле: Nдет. i = Nизд. i ∙ a ∙ (1 + б / 100) ∙ (1 + в / 100), где Nизд. i — количество изделий, куда входит данная деталь (определяется заказчиком, производителем и другие); а — количество данных деталей в изделии; б — процент запасных частей; в — процент технологических потерь. Тип производства может определяться по рассчитанному объему выпуска и массе детали по табл. 2.9. Таблица 2.9 Определение типа производства по массе и объему выпуска Масса детали, кг <1,0 1,0–2,5 2,5–5,0 5,0–10 >10 Тип производства Единичное <10 <10 <10 <10 <10 Мелкосерийное 10–2000 10–1000 10–500 10–300 10–200 Среднесерийное 2 000–75 000 1000–50 000 500–35 000 300–25 000 200–10 000 Крупносерийное 75 000–200 000 50 000–100 000 35 000–75 000 25 000–50 000 10 000–25 000 Массовое >200 000 >100 000 >75 000 >50 000 >25 000 При проектировании типовых и групповых технологических процессов, а также для определения производственной программы участка, рассчитывается производственная программа выпуска деталей, которая приводится в виде ведомости (табл. 2.10). Производственная программа — установленный для данного предприятия (подразделения) перечень изготавливаемых деталей (изделий) с указанием объёма выпуска по каждому наименованию на планируемый период времени. Таблица 2.10 Ведомость деталей (сборочных единиц, изделий) № Наименование детали 1 Корпус А 2 Корпус Б Объем выпуска изделий (куда входит данная деталь) Количество данных деталей в изделии Объем выпуска деталей … ………. n Корпус n Всего ∑ Nдет. i Определяется режим работы подразделения (цеха, участка, отделения), если он неизвестен: - число рабочих дней в неделе; - число рабочих дней в году; - количество рабочих смен (в соответствии с типом производства, в дальнейших расчетах количество смен может корректироваться); - продолжительность рабочей смены. Определяются годовые фонды времени работы оборудования с учетом режима работы подразделения: номинальный (Ф н.об) и эффективный (Фэ.об). Определяется такт выпуска деталей (сборочных единиц или изделий) с учетом общего объема выпуска деталей всех наименований (I): I τв = Ф э. об ∙ 60 / N i 1 дет.i . Для серийных типов производства определяется партия запуска для данной детали: Nп = Nдет. i / 12∙а, где, а — количество запусков в месяц. 2. 3. ВЫБОР МЕТОДА (СПОСОБА) ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ НА ОСНОВАНИИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ 2.3.1. Последовательность выбора вида и метода получения заготовки Выбор метода (способа) получения заготовки должен сопровождаться сравнением с одним из сопоставимых вариантов в следующей последовательности. 1. Выбирают сопоставимые методы (способы) и выполняют эскиз заготовки, отражающий ее конфигурацию. 2. Устанавливают количество видов обработки на элементарные поверхности с учетом точности получения заготовки. 3. Назначают припуски на обрабатываемые поверхности, согласно выбранному методу (способу) получения заготовки и установленного количества видов обработки. 4. Определяют расчетные размеры на каждую поверхность вида заготовки и ее объем (Vзаг). Объем заготовки рассчитывают по плюсовым допускам. 5. Производят расчет массы заготовки: Мзаг = Vзаг ∙ ρм, где Vзаг — объем заготовки; ρм — плотность материала кг/см2. 6. Определяют норму расхода материала (МЗ.П.) с учетом неизбежных технологических потерь (П): Технологические потери (П) от чистой массы заготовки составляют примерно: для отливок 15–20 %; для свободной ковки 15–40 %; объемной горячей штамповки 10 %; проката — 15 %. Также МЗ.П.. можно определить по формуле. МЗ.П. = Мзаг ∙ (100 + П) / 100. 7. Определяют стоимость изготовления заготовки (С заг). При определении стоимости заготовки необходимо учитывать размер партии, сложность конфигурации, точность и другие. 8. Определяют затраты на изготовление заготовки и ее последующую обработку. Окончательное решение о выборе метода (способа) получения заготовки принимается на основании затрат, состоящих из суммы затрат на процесс получение заготовки и затрат на процесс последующей обработки заготовки (Собр): С = Сзаг + Собр 9. Выбирают окончательный вариант способа получения заготовки. 10. Дают обоснование, которое показывает, какими преимуществами обладает предлагаемый метод (способ) получения заготовки. 2.3.2. Выбор сопоставимых методов получения заготовки Для получения заготовок используют методы: - резки, рубки и вырубки; - пластического деформирования; - литья; - сварки, пайки и склеивания; - порошковой металлургии; - выращивания с применением нанотехнологий; - комбинированные. Каждый метод содержит большое число способов изготовления заготовок. Для определения вида заготовки и способа ее изготовления для конкретной детали можно воспользоваться упрощенной методикой, основанной на определении совокупности показателей, к числу которых относятся: - материал детали; - конструктивная форма детали; - серийность производства; - масса заготовки. 2.3.3. Технико-экономическое обоснование выбора заготовки Себестоимость производства заготовок, без учета затрат на предварительную механическую обработку, для способов литья и обработки давлением может определяться по зависимости: S   С  K Т.О. С заг   М З.П. К Т К С  ( М З.П.  М дет ) отх  К Ф , 1000   1000 где С — базовая стоимость 1 т. заготовок, руб./т; КТ.О. — коэффициент доплаты за термическую обработку и очистку заготовок, руб./т; М З.П. — масса заготовки с учетом технологических потерь, кг; КТ — коэффициент, учитывающий точностные характеристики заготовок; КС — коэффициент, учитывающий серийность выпуска заготовок; Мдет — масса детали, кг (см. чертеж детали); Sотх — стоимость 1 т отходов (стружки), руб.; Кф — коэффициент, учитывающий инфляцию. Массу МЗ.П. заготовки ориентировочно можно определить по формуле: М М З.П.  дет , К в.т где Кв.т — коэффициент весовой точности. 2.4. ВЫБОР ДЕЙСТВУЮЩЕГО ТИПОВОГО, ГРУППОВОГО ИЛИ ПОИСК АНАЛОГА ЕДИНИЧНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И СТЕПЕНИ ДЕТАЛИЗАЦИИ ОПИСАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Тенденция перехода к серийному производству привела к созданию новых методов технологической подготовки производства, в основе которых лежит унификация. Основными направлениями технологической унификации являются типизация ТП и групповой метод обработки. Под типизацией понимается создание процессов обработки групп конструктивно и технологически подобных деталей, для изготовления которых выбирают оптимальные маршруты, технологическое оснащение и формы организации производства. Основная цель типизации — устранение многообразия технологических процессов путем сведения их к ограниченному числу типов. Типовые ТП являются базой для разработки стандартных ТП (на уровне государства). Основой типизации является классификация деталей машин, которая построена по схеме «класс — подкласс — группа — тип». Класс — совокупность деталей определенной конфигурации, характеризуемых общностью технологических задач. Все детали машин разбиты на следующие классы: валы, втулки, диски, плиты, зубчатые колеса, эксцентриковые детали, крестовины, планки, угольники, стойки, бабки, фасонные кулачки, ходовые винты, червяки, мелкие крепежные детали. Каждый класс состоит из подклассов деталей, подкласс разбит на группы которые отличаются определенной конфигурацией. Каждая группа состоит из типов. Типом называется деталь, которую можно отнести к совокупности конструктивно сходных деталей, для которых разрабатывается типовой ТП. Классификационными признаками для отнесения детали к определенному типу служат: материал деталей, конфигурация, размеры, точность и качество поверхностей. Для каждого типа деталей разрабатывается типовой технологический процесс. Типовой технологический процесс — технологический процесс изготовления группы деталей с общими конструктивными и технологическими признаками. Типовой технологический процесс формируется из типовых технологических операций и характеризуется единством содержания и последовательности их выполнения для группы деталей с общими конструктивными и технологическими признаками. Типовая технологическая операция — технологическая операция, характеризуемая единством содержания и последовательности технологических переходов для группы деталей с общими конструктивными и технологическими признаками. Типовой технологический процесс должен быть прогрессивным и корректироваться с развитием науки, техники и технологии. Типизация позволяет обобщить и привести в систему многообразие технологических решений, ускоряет и упрощает разработку новых технологических процессов. Под групповым понимается такой метод, при котором для определенных групп деталей устанавливают однотипные, высокопроизводительные методы обработки с использованием быстропереналаживаемых средств технологического оснащения. Основная цель группового метода — на основе группирования деталей создание подетально-групповых участков, групповых поточных линий. В основе группового метода лежит технологическая классификация деталей, построенная по схеме «класс — группа». Здесь под классом понимается совокупность деталей, характеризуемая общностью типа оборудования необходимого для обработки детали в целом или отдельных ее поверхностей. В пределах каждого класса детали разбиваются на группы. При объединении деталей в группу учитывают следующие классификационные признаки: габариты деталей, общность элементов составляющих конфигурацию деталей, точность и качество поверхностей, общность базовых поверхностей и их размеры и другие. Групповой технологический процесс — технологический процесс изготовления группы деталей с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Групповой технологический процесс может состоять только из групповых технологических операций или сочетания групповых и других технологических операций, при этом каждая деталь группы может проходить через все групповые операции (полная групповая обработка), или только через одну или несколько групповых операций (рис. 2.1) № Заготовки Маршрут обработки 1 ГО ГО 2 Детали ГО ГО Вариант Полной групповой обработки На одной операции ГО 3 ГО Сочетание Рис. 2.1. Варианты групповой обработки деталей Групповая технологическая операция (ГО) — технологическая операция совместного изготовления группы деталей с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. Основной отличительной особенностью при разработке группового технологического процесса является группирование деталей и разработка комплексной детали. Под комплексной деталью понимается реальная, или искусственно созданная деталь, содержащая в своей конструкции все основные элементы характерные для деталей данной группы, и являющаяся их конструктивно — технологическим представителем. Создание комплексной детали производят следующим образом. Выбирают в группе деталей самую сложную по конфигурации деталь и накладывают на нее дополнительные элементы, которые характерны для других деталей группы. Создание комплексной детали возможно только для сравнительно несложных по конфигурации деталей. Для деталей сложной конфигурации комплексную деталь не создают, а определяют набор основных признаков, которые позволяют объединить различные детали в одну группу. Набор признаков может содержать общие технологические переходы, оборудование, применяемый инструмент. Наличие общих базовых поверхностей и т.д. Пример создания комплексной детали и формирование групповой операции приведено на рис. 2.2. Технологические переходы обработки элементарных поверхностей комплексной детали: 1) подрезать торец 8; 3) точить поверхность 2; 5) точить канавку 4; 7) сверлить отверстие 6; 9) точить фаску 9; 2) точить поверхность 1; 4) точить поверхность 3; 6) центровать отверстие с образованием фаски 5; 8) рассверлить отверстие 7; 10) нарезать резьбу 10; 11) отрезать деталь с образованием торцовой поверхности 11. Группирование деталей позволяет использовать компьютеры для проектирования групповых ТП, повысить серийность производства, загрузку оборудования, упрощает и ускоряет разработку новых ТП. Разработка групповых ТП осуществляется обычно на уровне предприятия. При разработке группового (типового) технологического процесса необходимо исходить из следующих положений: - технологическое оснащение группового (типового) процесса (оборудование, приспособления, инструмент и т.д.) должно обеспечивать возможность изготовления любой детали данной группы, т.е. быть переналаживаемым; - применяемое оснащение должно обеспечивать высокопроизводительную обработку деталей группы и минимальные затраты времени при переходе с обработки одной детали на другую. Проектирование нового технологического процесса изготовления детали (деталей) может осуществляться на основе существующих, типовых, групповых или единичных ТП. Рис. 2.2. Формирование комплексной детали и групповой операции Для того чтобы отнести деталь к одному из существующих технологических процессов, необходимо сформировать конструкторскотехнологический код детали. Структура полного конструкторско-технологического кода состоит из конструкторского кода (длиной 13 знаков) и технологического кода (длиной 14 знаков). Конструкторский код детали формируется на базе классификатора ЕСКД [19], который разработан в качестве информационной части ГОСТ 2.201 «Обозначение изделий в конструкторских документах». Указанный стандарт устанавливает структуру обозначения изделия: ХХХХ. ХХХХХХ. ХХХ ---------- ------------- ------Порядковый регистрационный номер Код классификационной характеристики Код организации разработчика Код организации разработчика назначают по кодификатору организаций. Порядковый регистрационный номер присваивают на конкретном предприятии от 001 до 999. Код классификационной характеристики присваивают изделию или документу по классификатору ЕСКД [19]. Классификатор ЕСКД включает 100 классов. Классы 71–76 охватывают детали всех отраслей промышленности основного и вспомогательного производства. Например, 71 — охватывает детали тела вращения типа: колес, дисков, шкивов, блоков, втулок, валов, осей, шпинделей, колонок, штоков, и другие. Далее следует классификация по подклассам, группам, подгруппам, видам. Структура обозначения кода классификационной характеристики: ХХ Х Х Х Х Класс Подкласс Группа Подгруппа Вид Классификатор ЕСКД позволяет: - установить единую систему обозначений изделий и конструкторских документов; - решать задачи технологической подготовки производства с использованием компьютеров. Технологический код детали формируется по технологическому классификатору деталей (ТКД) [37]. ТКД представляет собой систематизированный свод наименований общих признаков и их кодовых обозначений в виде классификационных таблиц, по которым формируется технологический код для конкретной детали. Технологический код детали состоит из двух частей: постоянной и переменной и кодируется 14-ю знаками. Структура технологического кода Постоянная часть Переменная часть 123456 7 8 9 10 11 12 13 14 ХХХХХХ ХХХ Х Х Х Х Х Постоянная часть — код классификационных группировок основных признаков. Переменная часть — код классификационных группировок признаков, характеризующий вид детали по технологическому методу изготовления. Структура постоянной части технологического кода детали: 123 45 6 ХХХ ХХ Х Вид детали по технологическому методу изготовления Группа материала Размерная характеристика Вид детали по технологическому методу изготовления: - 1 — детали, изготавливаемые литьем; - 2 — детали, изготавливаемые ковкой и объемной штамповкой; - 3 — детали, изготавливаемые листовой штамповкой; - 4 — детали, изготавливаемые резанием; - 5 — детали, термически обрабатываемые; - 6 — детали, изготавливаемые формообразованием из полимерных материалов и резины; - 7 — детали с покрытием; - 8 — детали, обрабатываемые электрофизикохимическими методами; - 9 — детали, изготавливаемые порошковой металлургией. Для деталей, обрабатываемых резанием, структура переменной части ТДК следующая: 7 8 9 10 11 12 13 14 ХХ Х Х Х Х Х Х Вид исходной заготовки Квалитет наружной поверхности Квалитет внутренней поверхности Параметр шероховатости Отклонение формы и расположения поверхностей Вид дополнительной обработки Характеристика массы Технологический классификатор деталей позволяет: - производить анализ и группировать детали по их конструктивным и технологическим характеристикам; - разрабатывать типовые и групповые ТП с использованием соответствующего пакета прикладных программ. Степень детализации описания ТП устанавливается в зависимости от типа производства и стадии разработки документации, а также от сложности и точности обрабатываемой детали. В соответствии с ГОСТ 3.1119, могут быть использованы следующие виды описания ТП маршрутное, операционное, маршрутно-операционное. Маршрутное описание ТП — предполагает сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с указанием места выполнения (участок, цех) и вида оборудования. Применяется в единичном и мелкосерийном производствах, а также на стадиях предварительного проекта и опытного образца. Операционное описание ТП — предполагает полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием в операционной карте технологического оснащения, последовательности выполнения переходов, технологических режимов, норм времени. Применяется в средне-, крупносерийном и массовом производствах для стадий серийного и массового производства деталей, а для особо сложных деталей — и в единичном, и мелкосерийном производствах. Маршрутно-операционное описание ТП — предполагает сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с приведением операционного описания для наиболее сложных операций, в которых возможно появление брака. Применяется в единичном, мелкосерийном производствах, а также на стадиях предварительного проекта и опытного образца.