1.2. Структура машиностроительного производства

В этот теме изучаются следующие вопросы:

– понятие о производственной системе и производственном процессе;

– машиностроительное предприятие, типы и виды производства;

– структура технологического процесса.

Производственная система представляет собой совокупность технологи­ческого оборудования с системой обеспечения функционирования производст­ва, предназначенную для изготовления изделий определенной но­менклатуры.

Организационная структура производственной системы содержит следую­щие уровни: завод, цех, участок и линия.

Производственная система, включающая комплекс производственных уча­стков и вспомогательных подразделений, предназначена для изготовления продукции требуемого качества и заданной программы выпуска с наимень­шими затратами. Структуру и параметры производственной системы выбирают при проектировании в зависимости от сложности и разнообразия конструкций изго­тавливаемых изделий, объема их выпуска и условий производства.

Производственный процесс – это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ре­монта продукции.

В модели производственного процесса присутствуют следующие эле­менты: предмет труда – заготовка; продукт труда – деталь; технологическая сис­тема (ТС).

Обычно производственный процесс того или иного подразделения соотно­сят с основной продукцией. С ней же связывают систему показателей и вводят деление данного процесса на основные и вспомогательные процессы. Под ос­новными понимают те процессы, которые связаны с качественными пре­образо­ваниями основного предмета труда; остальные процессы считают вспо­могатель­ными, т.е. обслуживающими основной. Каждый производственный процесс имеет внутреннее строение, т.е. совокупность взаимосвязанных техно­логиче­ских процессов.

К основным этапам производственного процесса могут быть отнесены сле­дующие: получение и складирование заготовок, доставка их к рабочим по­зици­ям (местам), различные виды обработки, перемещение полуфабрикатов между рабочими позициями (местами), контроль качества, хранение на складах, сборка изделий, испытание, регулировка, окраска, отделка, упаковывание и от­правка.

Различные этапы производственного процесса на машиностроительном за­воде могут выполняться в отдельных цехах или в одном цехе. В первом слу­чае производственный процесс изготовления продукции делят на части и соот­ветст­венно называют производственным процессом, выполняемым, например, в заго­товительном, сборочном, механическом цехе и т.д. Во втором случае про­цесс называют комплексным производственным.

Машиностроительное предприятие состоит из отдельных производственных единиц, цехов и различных служб. Структурной основой машиностроительного предприятия является цех, представляющий собой совокупность производственных участков. Производственный участок объединяет группу рабочих мест. Рабочее место – элементарная единица структуры предприятия, где размещаются исполнители работы, технологическое оборудование, оснастка и предметы труда.

Состав цехов, сооружений завода определяется назначением выпускаемой продукции, характером технологических процессов, требованиями к качеству изделий и другими производственными факторами, а также в значи­тельной мере степенью специализации производства и кооперирования пред­приятия с другими предприятиями и смежными производствами.

Специализация означает сосредоточение большого объема выпуска строго определенных видов продукции на каждом предприятии.

Кооперирование предусматривает обеспечение заготовками (отливками, ко­ваными и штампованными заготовками), комплектующими агрегатами, различ­ными приборами и устройствами, изготовляемыми на других специализирован­ных предприятиях. Если предприятие получает отливки в порядке кооперирования, то в его со­ставе не будет литейных цехов.

Машиностроительное предприятие характеризуется также установленной

программой выпуска продукции. Программа выпуска продукции – это уста­новленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируе­мых изделий с указанием объема выпуска по каждому наименованию на плани­руемый период времени. Объем выпуска продукции – количество изделий определенных наименова­ний, типоразмеров и исполнений, изготовляемых или ремонтируемых предпри­ятием или его подразделением в течение планируемого периода времени (год, квартал, месяц).

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции различают следующие типы производства: единичное, серийное и массовое.

Под единичным производством машин, деталей или заготовок понимают изготовление, характеризуемое малым объемом выпуска. При этом в дальней­шем их повторное изготовление и ремонт по неизменяемым чертежам, как прави­ло, не предусматривается. Так, выпуск экспериментальных образцов машин, прес­сов, нестандартного оборудования и т.п. относят к единичному производству. Под серийным производством машин, деталей или заготовок понимают их изготовление или ремонт по неизменяемым чертежам периодически повторяю­щимися партиями в течение продолжительного промежутка времени. В свою очередь, серийное производство в зависимости от количества изделий в партии подразделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Под массовым производством машин, деталей или заготовок понимают их непрерывное изготовление или ремонт в больших объемах по неизменяемым чертежам продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна и та же операция. Для массового производства характер­ны узкая номенклатура и большой объем выпуска изделий.

В машиностроении различают два вида организации производства: поточный и непоточный. Поточный метод работы наиболее полно реализуется в одноименном производстве. Для мелкосерийного и единичного производства характерен непоточный метод работы, когда использование поточного метода невозможно из-за незначительных объемов выпуска, частых смен изделий.

Технологический процесс – часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) опреде­лению состояния предмета труда (изделия). К предметам труда относятся заготовки и изделия. Технологический процесс может быть отнесен к изделию, его составной части или к методам обработки, формообразования и сборки.

Технологический процесс представляет собой совокупность различных операций, в результате которых изменяются размеры, форма, свойства предмета труда, выполняется соединение деталей в сборочные единицы и изделия, осуществляется контроль требований чертежа и технических условий.

Технологические процессы подразделяются: по организации производства – на единичные, типовые, групповые; по уровню достижений науки и техники – базовые, перспективные, рабочие; по стадии разработки – проектные, временные, стандартные; по детализации описания – с маршрутным, маршрутно-операционным и операционным описанием.

Единичный – технологический процесс изготовления и ремонта единичного изделия независимо от типа производства. Типовой – процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. Групповой – процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными и технологическими признаками. К конструктивным признакам относятся: форма, размеры, точность, микронеровность, твердость, коррозионная стойкость. К технологическим признакам относятся: вид заготовки, метод обработки.

Маршрутное описание технологического процесса – сокращен­ное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и тех­нологических режимов. Маршрутно-операционное – сокращенное описание технологи­ческих операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием операций в других технологичес­ких документах. Операционное – полное описание всех технологических опера­ций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов.

По структуре технологический процесс обычно делится на законченные части, выполняемые на одном рабочем месте и называемые технологическими операциями. В организационном смысле технологическая операция является основным элементом производственного планирования и учета.

Технологическая операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (или с использованием одной технологической системы). Операция является важной частью ТП, так как планирование произ­водства и оплата труда происходит по операциям. Технологическая норма устанавливается также по операциям.

Технологическая операция может состоять из одного или не­скольких технологических переходов. Технологический переход может осуществляться за один или не­сколько рабочих ходов. Прием – часть операции, непосредственно связанная с подготов­кой станка к выполнению отдельных переходов (подвод инструмента, пуск станка, останов его и т.д.). Приемы учитываются при нормировании времени. При выполнении технологической операции часто необходимо перезакреплять и изменять положение заготовки относительно рабочих органов станка или инструмента. Для этого введены понятия «установ» и «позиция». Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы. Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно за­крепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования.

Последовательность этапов изготовления деталей. Технологический процесс изготовления детали включает в себя целена­правленные действия поэтапного преобразования сырья или исходного конст­рукционного материала в готовую деталь. Основным этапом придания конст­рукционному материалу требуемой чертежом геометрической формы детали является формообразование. В зависимости от степени приближения к форме и размерам детали различают первичное, промежуточное и окончатель­ное формообразование.

Первичное формообразование – придание «бесформенному» исходному конструкционному материалу формы и размеров исходной заготовки, подлежа­щей дальнейшей обработке. Промежуточное формообразование – придание исходной заготовке формы и размеров, близких к форме и размерам готовой де­тали. Окончательное формообразование – преобразование заготовки (полуфаб­риката) в деталь, форма и размеры которой полностью соответствуют требова­ниям чертежа.

При получении деталей с использованием ряда точных технологических методов промежуточное формообразование не предусматривается, оно заменя­ется окончательным. При изготовлении деталей из композиционных материалов формообразование совмещается с процессом получения самих конструкцион­ных материалов. Формообразование с применением методов порошковой метал­лургии, пластического деформирования материала, литья, наплавки, напыления сопровождается одновременно изменением свойств предмета труда – свойств поверхности и (или) материала.

В зависимости от состояния сырья и исходных конструкционных мате­риалов различают формообразование из парообразного, жидкого и твердого состояний. Так, ряд методов нанесения покрытий основан на осаждении и конденсации из парогазовой смеси или фазы. Методы литья, сварки, наплав­ки связаны с формообразованием из жидкого состояния. К формообразова­нию в твердом состоянии относятся методы пластического деформирования, методы резания, а также электрохимические и электрофизические методы.

Особое место занимает формообразование композиционных материалов, получаемых объемным сочетанием химически разнородных компонентов с чет­кой границей раздела между ними. Обычно эти компоненты бывают в виде по­рошков, волокон, гранул, нитей и (или) тканей в сочетании с жидкоподвижными связующими. Формообразование композиционных материалов осуществляют методами порошковой металлургии, а также пропиткой расплавленными метал­лами пористых каркасов, электролитическим осаждением, литьем под давлени­ем и т.д.