2472

ния (САПР).

Всистемах первого поколения автоматически решались отдельные небольшие, легко формализуемые задачи. Программы строились на базе множества частных моделей и были рассчитаны на одного пользователя. Обмен информацией осуществлялся через обычные внешние устройства с использованием перфолент или перфокарт. Для решения определенной задачи пользователь самостоятельно подготавливал исходные данные и осуществлял вызов соответствующей программы из библиотеки. В первых САПР конца 60-х годов были приняты в качестве базовых ЭВМ типа М-220. На машинах этого типа были реализованы промышленные системы «Автограф», «Аврора» и др.

Всистемах второго поколения автоматизировались как решения отдельных задач, так и определенные этапы проектирования. Появились несложные управляющие программы, архивы справочных данных (представляемых, как правило, библиотеками моделей или параметров типовых элементов), простейшие языки управления и входные языки описания. Для этих систем требуется набор периферийных графических устройств, внешняя память, оперативные запоминающие устройства (ЗУ) повышенного объема и быстродействия.

Системы третьего поколения характеризуются созданием программных комплексов с общим управлением, охватывают большинство этапов проектирования, рассчитаны на пользователей разного класса и разных уровней подготовки. По мере улучшения характеристик мини- и микро-ЭВМ, которые вместе с набором программно-управляемых устройств образуют рабочее место проектировщика, расширяется класс задач, решаемых на них без обращения к центральной ЭВМ системы. Благодаря этому появился новый подход, когда в процессе диалога применяются автоматические процедуры. С одной стороны, пользователь располагает набором таких процедур и результаты их выполнения сразу же отображаются на экране графического дисплея, что позволяет быстро оценить полученные результаты и откорректировать их вручную. С другой стороны, многие действия пользователя автоматически контролируются с помощью специальных подпрограмм. В настоящее время системы третьего поколения создаются на базе ЭВМ серии ЕС, имеющих развитую структуру связей с различными внешними устройствами через стандартный интерфейс ввода — вывода.

САПР представляет собой комплекс аппаратных, программных, регламентирующих и информационных средств, используемых разработчиками для конструирования и технологической подготовки производства. Под регламентирующими средствами САПР понимают совокупность стандартов, определяющих порядок взаимодействия участников разработки и правила выполнения и обращения машинной документации.

Состав остальных средств САПР определяется информационными и временными характеристиками процессов. Так, средняя информационная емкость чертежа составляет 50 К бит, соотношение объемов конструкторской документа-

41

проектирования зависят как от сложности решаемых задач, так и от их доли в общем объеме трудозатрат, что видно из табл. 3.5.

Наиболее слабо поддаются автоматизации процессы разработки на стадиях эскизного и технического проектов в связи с тем, что здесь требуется в основном выполнение творческой работы, не связанной с рутинными операциями. Наибольший эффект достигается за счет автоматизации графических работ и оформления технической документации.

Поэтому необходимо разрабатывать САПР и оснащать автоматизированными рабочими местами в первую очередь конструкторско-технологические подразделения НИИ и КБ, что позволит ликвидировать существующую диспропорцию между численностью разработчиков, конструкторов и технологов. В связи с этим основными направлениями работ по автоматизации проектирования должны быть работы, связанные с автоматизацией конструирования и выпуска конструкторской и эксплуатационной документации.

Внедрение готового ПО сокращает указанные выше затраты и сроки, но тоже является непростой задачей. Как правило, возникает необходимость корректировки отдельных программ и массивов стандартной информации, а также выполнения других работ, связанных с привязкой ПО к требованиям технологии предприятия.

Наибольшая эффективность САПР достигается в том случае, если ее аппаратные средства представляют собой иерархическую сеть ЭВМ, которая строится на одной или нескольких ЭВМ большой мощности и нескольких мини-ЭВМ. На базе мини-ЭВМ создаются автоматизированные рабочие места (АРМ), которые включают в себя графические и алфавитно-цифровые дисплеи, графопостроители, устройства микрофильмирования и ввода чертежей в ЭВМ. Каждое АРМ ориенти-

43

ровано на конкретного пользователя-разработчика, конструктора или технолога. Работа сети ЭВМ осуществляется в режиме диалога пользователей с систе-

мой, большую часть времени головная ЭВМ и мини-ЭВМ работают независимо друг от друга, их взаимодействие осуществляется на уровне обмена данными.

4 Технологическая подготовка производства

4.1 Технологическая подготовка производства, ее содержание, стадии выполнения и документация

Технологическая подготовка производства регламентируется ГОСТами «Единой системы технологической подготовки производства» (ЕСТПП). В соответствии с ГОСТ 14.002—73 «Основные требования к технологической подготовке производства» ТПП должна обеспечивать полную технологическую готовность предприятий к производству изделий высшей категории качества. Под полной тех-

нологической готовностью понимается наличие на предприятии полного комплекта технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для производства новых изделий, ТПП должна осуществляться с за-

данными технико-экономическими показателями, устанавливающими как высокий технический уровень и качество изготовления изделий, так и минимальные трудовые и материальные затраты при их производстве.

Основные этапы технологической подготовки производства приведены в табл. 4.1.

44

На сроки отработки и изготовления новых изделий, качество и прогрессивность разрабатываемых технологических процессов оказывает влияние организация технологической подготовки и технологических служб на предприятиях. Единообразия в организации этих служб нет, и в зависимости от сложности изделий, объемов выпуска и сложившихся традиций применяется одна из двух систем организации служб технологической подготовки: централизованная и децентрализованная.

Централизованная система технологической подготовки производства предусматривает создание единой для предприятия технологической службы — отдела главного технолога (ОГТ), который осуществляет весь комплекс работ по ТПП: разрабатывает технологическую документацию, чертежи технологического оснащения, нормативы, осуществляет разработку и ведет контроль графика подготовки производства, решает текущие вопросы технологии изготовления деталей, узлов, заготовок непосредственно в цехе. Цехи при этой системе не имеют подразделений технологической подготовки производства. Такая организация применяется обычно на заводах серийного и массового производства, а иногда на опытных предприятиях. Цеховым технологическим бюро поручается внедрение и корректировка спроектированных технологических процессов.

Децентрализованная система ТПП характерна для единичного и мелкосерийного производства. В этом случае разработка технологических процессов и текущие работы по технологическому обслуживанию выполняются силами технологических бюро цехов (ТБ). Отделы главного технолога и металлурга выполняют контрольные функции, осуществляют методическое руководство, проводят работы 'по типизации технологических процессов и стандартизации оснастки. Все осталь-

45

ные работы по технологической подготовке производства возлагаются на цеховые технологические бюро. При централизованной системе ОГТ включает следующие подразделения: бюро технической документации; технологический отдел и входящие в него технологические бюро ведущих технологов, конструкторское бюро по оснастке, нормативное подразделение, бюро планирования подготовки производства, технологические лаборатории, инструментальное бюро.

Состав, содержание и порядок разработки всей технологической документации регламентирован государственными стандартами Единой системы технологической документации (ЕСТД). Для серийного и массового производства в обязательный состав технологической документации входят: карты технологических процессов; перечни специального технологического оснащения в разрезе цехов; технологические инструкции; расчеты продолжительностей технологических циклов; перечни стандартной и нестандартной контрольно-измерительной аппаратуры; трудовые, материальные и стоимостные нормативы; перечни нестандартного оборудования.

Технологические процессы разрабатывают на основе ряда документов: детальных и сборочных чертежей, электромонтажных схем, спецификации материалов, перечня специальной измерительной аппаратуры, производственных описей и технических условий (ТУ), при этом должны быть известны размер производственной программы выпуска изделий и условия работы цехов.

В ТУ оговорены требования, которым должны отвечать детали, узлы и изделия, приведены виды испытаний для них, а также методы электрических и механических измерений и порядок приемки готовых изделий.

Основными документами при разработке технологических процессов являются технологические карты. В картах указываются структура технологического процесса и его содержание, последовательность выполнения операций, режимы, применяемое оборудование, технологическая оснастка, порядок монтажа, методы регулировки, контроля и т. п.

На заводах, производящих радиоаппаратуру, применяют в основном технологические карты трех видов: маршрутные, технологических процессов и операционные.

Маршрутная карта определяет последовательность прохождения обрабатываемой единицы (детали, узла, прибора или изделия) по цехам и содержит описание операций, производимых над ней, без выделения каждой операции отдельным документом. Эти карты применяют в единичном и мелкосерийном производстве в тех случаях, когда обрабатываемое изделие не закреплено за определенным оборудованием (рабочим местом) длительное время. Маршрутные карты содержат сведения о материале и размерах заготовки, цехах и участках, в которых должна проводиться обработка, а также перечень операций, оборудования, технологической оснастки, профессий и разряда работы и нормировочные сведения.

Карта технологического процесса определяет последовательность обра-

46

ботки детали «ли узла по операциям и переходам и применяется главным образом в серийном производстве. Эти карты имеют примерно такие же графы, как и маршрутные, но содержат данные по расчету режимов обработки и предусматривают закрепление обрабатываемой единицы за определенным оборудованием.

Операционную карту разрабатывают отдельно на каждую операцию. Она содержит полный перечень всех переходов с подробным изложением данных о режимах, методике технического контроля, геометрических и других параметрах, измерениях и испытаниях. Операционная карта, как правило, содержит эскизный чертеж, изображающий деталь или узел, с указанием мест обработки, способа закрепления, размещения инструмента. В нее включены сведения об изделии, необходимые как рабочим, так и работникам отдела технического контроля, позволяющие при работе обходиться без чертежей.

Большое разнообразие технологических процессов, используемых при производстве РЭА, заставляет часто дополнять технологические карты технологическими инструкциями. В технологических инструкциях помимо технологических режимов, даются физические и химические обоснования процессов, имеющих место при обработке, излагается последовательность монтажа, настройки и испытаний радиоаппаратуры.

Соблюдение технологической дисциплины является основным законом производства. В условиях серийного и массового производства категорически запрещаются любые самовольные отступления от заранее разработанного и утвержденного технологического процесса, так как это может привести к явному или скрытому браку.

4.2 Технологические процессы, их виды и порядок разработки

Технологический процесс необходимо рассматривать в двух аспектах: в физическом — как процесс преобразования исходных материалов в готовое изделие; в организационном — как установленный в пространстве и во времени порядок выполнения технологических операций, установов, позиций и переходов, зафиксированный в специальных технологических документах.

Разработка технологических процессов является одной из основных функций технологической подготовки производства, включающей целый комплекс взаимосвязанных работ, и производится для изделий, конструкции которых отработаны на технологичность. Группирование изделий по конструктивным и технологическим признакам в соответствии с ГОСТ 14.301—73 является обязательным этапом, предшествующим разработке технологических процессов.

ГОСТ 14.302—73 устанавливает два вида технологических процессов: индивидуальный и типовой. Индивидуальный технологический процесс разрабатывается для изготовления изделий одного наименования, типоразмера и исполнения независимо от типа производства. Типовой технологический процесс (ГОСТ 14.301— 73) разрабатывается для изготовления в конкретных производственных

47

условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструк- тивно-технологическими признаками.

Типизация технологических процессов, согласно ГОСТ 14.303— 73, устраняет многообразие технологических процессов обоснованным сведением их к ограниченному числу типов и осуществляется на трех уровнях: общесоюзном, отраслевом и предприятия.

Технологические процессы изготовления деталей. В проектирование технологического процесса изготовления деталей для РЭА, проходящих последовательный цикл пооперационной обработки, входит следующий комплекс работ.

Выбор заготовки. Выбор заготовки зависит от формы детали и ее размеров, исходного материала, вида производства, наличия оборудования, требований к ее качеству, а также экономических соображений. С учетом этих факторов на промышленных предприятиях для каждого конкретного случая может быть использован любой из таких способов изготовления заготовок, как литье различными методами, горячая и холодная штамповка и др. Конструктивная форма заготовки должна максимально приближаться к форме готовой детали. Чертеж заготовки должен отражать все особенности метода ее изготовления: литейные и штамповочные уклоны и радиусы закругления, шероховатость поверхности, точность размеров и др.

Расчеты припусков. В радиоприборостроении при изготовлении деталей масса припуска часто бывает больше массы готовой детали. Увеличенный припуск приводит к повышению усилия резания, что при снятии стружки в процессе обработки может привести к возрастанию деформации детали, уменьшению точности ее изготовления и повышению времени на обработку (снятие припуска за несколько проходов). Заниженный припуск не позволяет получить требуемую степень точности и чистоты поверхности детали.

Установление структуры процесса. Разработка технологического процесса связана с определением числа операций, на которые этот процесс должен быть расчленен. При этом степень дифференциации (расчленение на несколько более простых операций) или концентрации процесса (объединения в одну сложную операцию) определяют в зависимости от конкретных условий.

На степень дифференциации технологического процесса влияет характер производства и объем выпуска продукции. Чем выше серийность выпускаемых приборов и меньше их номенклатура, тем на большее число операций можно расчленить процесс, что позволяет использовать более простое оборудование, снижает требования к квалификации рабочих, облегчает освоение производства.

Концентрация процесса обеспечивает упрощение планирования производства, нередко повышает точность обработки деталей, увеличивает производительность труда за счет одновременной обработки нескольких поверхностей, а также сокращает вспомогательное время, затрачиваемое на установку и снятие детали.

Последовательность операций и переходов намечают с учетом основных положений: 1) последующие операции, переходы или проходы должны уменьшать

48

погрешности и улучшать качество поверхности, полученной на предыдущей обработке; 2) вначале надо обрабатывать поверхность, которая будет служить базой для последующих операций. Для установки детали на первой операции следует выбирать по возможности наиболее ровные, с наибольшими размерами поверхности; 3) после обработки установочной поверхности заготовки на ней базируются последующие операции; 4) как правило, сначала обрабатывают менее точные поверхности; 5) операции, на которых возможно появление брака, следует выполнять вначале; 6) отверстия нужно сверлить в конце технологического процесса, за исключением тех случаев, когда они служат базами для установки и др.

Выбор оборудования. При проектировании технологического процесса необходимо правильно выбирать оборудование: должны быть указаны тип и модель станка, завод-изготовитель. Станок должен быть наиболее простым для данной операции и обеспечивать оптимальные режимы обработки, заданную точность операции. Его мощность по возможности должна соответствовать наибольшей потребляемой при запроектированном режиме. Особо надо учитывать производительность станка. Применение того или иного оборудования определяется не только экономической целесообразностью, но и в первую очередь необходимостью обеспечения требуемого качества изготовления изделия.

Выбор приспособлений, инструмента и средств измерений. Для качествен-

ного изготовления деталей используют различного рода приспособления с учетом наличного станочного парка. Выбор типа и конструкции режущего инструмента зависит от характера производства, типа станка, метода обработки, размера и конфигурации обрабатываемой детали, качества поверхности, точности обработки, материала обрабатываемой детали и режущего инструмента.

Под средствами измерения понимают устройства, с помощью которых сравнивают измеряемую величину с единицей измерения. Основные требования, предъявляемые к средствам измерения,— это точность, производительность и стоимость. Выбор средств измерения зависит от сложности контролируемой детали, сборочной единицы, от характера измеряемых параметров и типа производства.

Технологические процессы сборки. Проектирование процесса сборки включает: определение последовательности соединения деталей и частей, регулировки и контроля изделия, его частей, выбор оборудования, рабочих и мерительных инструментов. Разработанный процесс сборки должен обеспечить выполнение заданной программы выпуска изделий, полностью отвечающих техническим условиям, сокращение трудоемкости сборки, ее длительности и снижение себестоимости изделия.

Проектирование процесса начинают с изучения и анализа конструкции по чертежам, схемам, техническим условиям и программе испытаний. В результате анализа должны быть установлены взаимосвязь частей изделия, условия их соединяемости и функционирования, определены процессы, оказывающие наиболее существенное влияние на качество изделия. После такого анализа конструкции раз-

49

рабатывают последовательность (маршрут) сборки, последовательность и содержание каждой операции и оформляют технологическую документацию.

Разработанный технологический процесс сборки оценивается комплексом показателей: удельным весом трудоемкости сборочных работ, длительностью цикла сборки; степенью разделения сборки на параллельные потоки; удельным весом механизированных операций, выполняемых без подгонки, разборки, механической обработки и др. По этим показателям из нескольких вариантов можно выбрать наилучший.

В результате изучения чертежа определяются операции и переходы, необходимые для сборки, регулировки и контроля каждой сборочной единицы. При указании на схеме места перехода или операции нужно проверить, не затрудняют ли они выполнение последующей сборки и не нарушают ли качества уже выполненных соединений.

Построение схем сборки нужно начинать с простейших сборочных единиц, затем переходить к более сложным. Рациональная последовательность сборки определяется конструкцией и удобством выполнения соединений.

4.3 Типовые и групповые технологические процессы

Под типизацией технологических процессов понимается система их рациональной разработки, основанной на создании групп конструктивно-технологически подобных деталей или сборочных единиц. Наибольшее распространение типизация получила при разработке технологических процессов механообработки.

Типизация технологических процессов обеспечивает: упорядочение существующей технологии; внедрение прогрессивных методов обработки и сборки; использование высокопроизводительной быстропереналаживаемой оснастки и оборудования; использование принципов поточного производства в организации производственных процессов серийного и мелкосерийного производства; внедрение гибкого автоматического производства; значительное снижение трудоемкости разработки технологических процессов, а вместе с тем и сокращение сроков технической подготовки производства.

Работа по типизации осуществляется в два основных этапа.

Первый этап — классификация деталей в группы конструктивнотехнологического подобия и выбор типового представителя каждой группы. Подбор деталей в группы осуществляется по следующим признакам: близкое по формам конструктивное оформление при одинаковых требованиях к точности и чистоте обработки поверхностей, одинаковый способ базирования и крепления, одинаковая последовательность операций, однотипность используемого оборудования и оснастки. Примерами типовых групп являются: зубчатые колеса и трибки, валики, втулки, гнезда разъемов, фланцы, корпусные детали, сердечники трансформаторов и т. п. Из каждой типовой группы деталей выбирается конкретная деталь, имеющая наибольшее число обрабатываемых поверхностей и наибольшую трудоемкость из-

50