15.2. Исходные данные для разработки технологических процессов

В основу технологического проектирования положены четыре основных принципа: 1) качественной целесообразности; 2) эко­номической целесообразности; 3) транспортной целесообразно­сти; 4) рациональной загрузки оборудования и рабочих мест.

Для разработки технологических процессов необходим ряд исходных данных, которые можно разделить на три группы:

1. Основные исходные данные, к которым относятся: а) рабо­чие чертежи изделия; б) плазовые шаблоны; в) директивная технология; г) технические условия на приемку и поставку ма­териалов; д) производственная программа выпуска изделий; е) имеющееся на предприятии оборудование и его паспорта.

2. Руководящие материалы: а) типовые технологические процессы; б) единая система конструкторской документации СССР; в) ГОСТ и ведомственные нормали; г) альбомы типо­вой оснастки и инструментов; д) нормативы времени на различ­ные работы; е) инструкции и другие материалы.

3. Вспомогательные материалы: а) справочники; б) катало­ги; в) периодическая литература.

15.3. Проектирование технологических процессов

При проектировании серийной технологии различают три стадии:

1. Начальную, во время которой разрабатывается исходная руководящая технологическая документация и график подготов­ки производства к выпуску нового изделия.

2. Промежуточную, в период которой разрабатывается вре­менная технология и ее оснащение.

3. Заключительную, в период которой разрабатываются се­рийная технология и оснастка, необходимые для полного осна­щения серийного производства.

Работы по технологической подготовке производятся центра­лизованно, децентрализованно и смешанно.

Разработка технологического процесса и контроля качества продукции включает в себя следующие основные работы: I) в соответствии с заданной программой и сроками поставок опре­деляются размеры партий или серий деталей, запускаемых в про­изводство; 2) на рснове экономических расчетов устанавливает­ся вид наиболее экономически целесообразного формообразова­ния детали и состав переходов в операциях; 3) определяется форма и размеры заготовки и способ раскроя; 4) составляется план обработки, т. е. устанавливается последовательность обра­ботки, базы и межоперационные припуски; 5) выбирается обору­дование, приспособления и инструмент, выбираются или рассчи­тываются режимы обработки; 6) производится техническое нормирование процесса и устанавливается квалификация испол-

409

нителей; 7) устанавливаются методы контроля качества готовых изделий и контроля в процессе обработки; 8) оформляется тех­нологическая, разработка на картах.

Определение размера партий деталей, запускаемых в производство

При серийным производстве детали, заготовки и панели в за­готовительных и обрабатывающих цехах запускаются в произ­водство партиями или сериями.

Партией (серией) в серийном производстве называется ко­личество одинаковых заготовок, деталей, панелей или узлов, од­новременно запускаемых в производство при одновременной за­трате подготовительно-заключительного времени.

Увеличение размера партии деталей повышает производитель­ность труда, увеличивает время полезного использования обо­рудования, упрощает планирование и уменьшает подготовитель­но-заключительное время, приходящееся на одну деталь. Это значительно повышает экономические показатели производства. Но с увеличением размера партии одновременно увеличивается и техническая норма времени на партию, что увеличивает про­изводственный цикл, потребность в оборотных средствах, вло­женных в незавершенное производство, вызывает увеличение потребных площадей для хранения материалов и полуфабри­катов. Это снижает экономические показатели производства, так как неизбежно возрастает себестоимость продукции.

Уменьшав размер партии нерентабельно, так как уменьша­ется время полезного использования высокопроизводительного оборудования, требующего длительной и дорогой наладки на определенные операции, что, в свою очередь, увеличивает себе­стоимость продукции.

Определение оптимального размера партии деталей должно производиться на основе технико-экономических показателей с учетом конкретных производственных условий.

Выбор экономически целесообразного варианта технологического процесса

Формообразование каждого изделия можно получить различ­ными технологическими процессами. Для выбора рационального варианта технологического процесса определяется себестоимость детали по каждому варианту и сравнивается себестоимость. При выборе рационального варианта следует руководствоваться обес­печением требуемых качеств ги надежности, сроками изготовления изделия и типом производства.

Экономичность варианта определяется его технологической себестоимостью. Технологической себестоимостью называется сумма затрат производства, величина которых зависит от дан­-

409

ного варианта технологического процесса. В технологическую себестоимость не включаются затраты, одинаковые для сравни­ваемых вариантов техпроцессов. Например, одинаковые несов­мещенные операции в вариантах, одинаковый раскрой и т. д.

Определение вида, формы и размеров заготовки

Определение вида, формы и размеров заготовки является су­щественной технико-экономической задачей. Необоснованно большой припуск увеличивает расход металла, уменьшая коэф­фициент его использования, загружает оборудование, увеличи­вает трудоемкость детали. Чрезмерно малый припуск повышает требования к точности обработки деталей и'приводит к увели­чению их себестоимости. Малый припуек часто приводит к браку.

Оптимальные размеры припусков определяйся расчетно-ана- литичеЬким путем по таблицам спр^вотникЬй. Исходными дан­ными для определения формы и размербв заготовки является чертеж или шаблон готовой детали, указание относительно вида заготовки и характера термообработки, а также при необходи­мости особые техйическйе усйовййг^ При йзйотЬвйейий деталей из металлического листа, профилей, труб выбор заготовки зна­чительно упрощается, так кадон сводится к определению ее раз­меров с учетом припуска на обрезку.

Межоперационные размеры полуфабрикатов; рассчитываются при штамповке деталей из листа по принципу равенства поверх­ностей детали, полуфабрикатов и площади заготовки, для объ­емных деталей — по принципу равенств объемов. Для процес­сов, связанных со снятием стружки, межоперационные размеры рассчитываются исходя из принятых припусков на обработку.

Анализ калькуляции стоимости современного самолета пока­зывает, что более половины затрат приходится нд .долю мате­риалов. Современные авиационные материалы представляют со­бой дорогостоящие специальные* стали, титановые и другие сплавы. Поэтому для самолетостроительного производства очень важной задачей является экономия материалов. Это достигает­ся введением технически обоснованных¹ норм расхода материа­лов, выбором оптимального варианта раскроя, целесообразным выбором материала по его физико-механическим свойствам и правильным его использованием в конструкций, заменой дорого­стоящих и дефицитных материалов более дёШевь!мй и недефи­цитными, применением техпроцессов, способствующих улучше­нию прочностных свойств материалов, рациональным изготов­лением заготовок, сокращением технологических припусков на обработку.

Расчет нормы расхода материалов

Исходными данными при установлений нормы расхода матуриала служат: 1) чертежи деталей и шаблоны: 2) технические

411

условия на изготовление деталей; 3) карты раскроя; 4) техно­логический процесс изготовления деталей; 5) утвержденные нор­мативы на технологические припуски; 6) действующие стандарты на сортамент, качество и размеры полуфабрикатов; 7) данные о взвешивании деталей.

Норма расхода устанавливается как на основные, так и на вспомогательные материалы. Под нормой расхода материала понимается минимальное его количество, необходимое для изго­товления единицы изделия согласно принятой технологии.

Основными материалами являются материалы, входящие в конструкцию изделия основного производства.

Вспомогательными материалами называют материалы, не входящие в конструкцию изделия основного производства, но необходимые при его изготовлении.

Методика расчета нормы расхода материала зависит от вида сортамента исходного полуфабриката.

Расчет нормы расхода при изготовлении детали из листа

Для деталей из листа норма расхода материала зависит от вида раскроя: индивидуального, группового и смешанного.

Наиболее экономичным является групповой раскрой, более полно использующий всю площадь листа. При индивидуальном раскрое из листа норма расхода определится по формуле

'412

где N — норма расхода материала на одну деталь, кг; Q — мас­са листа, кгс; я — количество деталей из листа.

При расчете массы детали из алюминиевого листа учитывают отклонение размера по толщине, что не учитывается для сталь­ного листа. Расчетная толщина алюминиевого листа получается вычитанием из номинальной толщины половины допустимого отклонения.

При групповом раскрое для определения нормы расхода ма­териала следует сначала определить коэффициент использования листа

где Rи - коэффициент использования листа; Ef — сумма пло­щадей заготовок, мм²; F — площадь листа, мм²; ∑g — сумма масс заготовок, кг; Q — масса листа, кг. .

где П1, П2, П3 — припуски, соответственно, на резку заготовки, на подсечку и на гибку профиля, мм; П4 — потеря металла на некратность по длине, мм. Припуск на резку заготовки П1 зависит от способа резки про­филя и принимается: 1) при резке на дисковых плитах П4 = 3— 5 мм; 2) при резке на ленточных пилах ПА = 2—3 мм; 3) при рез­ке на пресс-ножницах и на обрезных штампах П4=0—1 мм. Припуск П2 на длину при подсечке профиля зависит от глу­бины подсечки и высоты полки профиля:	Глубина подсечки, мм
Высота полки профиль, мм	До 2	2-6	6-9	Свыше 9
До 2	0	1	2	3
Свыше 20	0	3	4	5

'413

Тогда норма расхода материала для данной детали соста­вит

где N — норма расхода материала для данной детали, кг; g — масса заготовки данной детали, кг; / — площадь заготовки, мм²; s — расчетная толщина листа, мм; у — плотность материала, кг/м³.

£_и — коэффициент использования листа, который зависит от метода и вида раскроя: 0,80 и 0,84 (при индивидуальном прямо­линейном и криволинейном раскрое), 0,92 (при групповом пря­молинейном раскрое), 0,64 (при групповом криволинейном рас­крое на станках КСФ-1М) и 0,79 (при смешанном прямо- и кри­волинейном раскрое).

Расчет технической нормы расхода материала при изготовлении деталей из профилей.

Норма расходов материала в этом случае определяется сле­дующим образом:

где N — норма расхода материала на одну деталь, кг; G_T — теоретическая масса профиля погонной длины в 1 мм, г (при­нимают из таблиц); L — длина профиля по чертежу, шаблону или эталону без припусков на обработку в заготовительном цехе, мм; П — сумма всех припусков при изготовлении детали

Припуск П₃ на длину заготовки при гиоке профилей зависит от технологии гибки:

1. При гибке профилей на роликовых станках длина прямо­линейного конца профиля должна быть не менее 125 мм. Так, например, профиль по шаблону имеет один прямой конец дли­ной 50 мм, значит припуск для этого конца равен 125—50 = ==75 мм, другой конец не имеет прямого участка, значит припуск для этого конца равен 125 мм. Следовательно, общий припуск на гибку профиля составит величину П₃== 75+125 — 200 мм.

2. При гибке профилей ib штампах припуск принимается в за­висимости от конструкции штампа:

а) для штампа с прижимом и фиксацией заготовки П₃=* = 10 мм;

б) для штампа без прижима и фиксации заготовки П₃= = 30 мм.

3. При гибке профилей с растяжением на прессах ПГР при­пуск определяют по эмпирическим формулам П₈=70—0,001£ (для ПГР-6): П₃= 150—0,001 L (для ПГР-7) и П₃=210—0,0011 (для ПГР-8), где L — длина развертки профиля без припус­ков, мм.

Как видно из формул, при увеличении длины профилей уменьшается величина припуска П₃. Это происходит вследствие удлинения профиля при растяжении. Величина потерь на не­кратность длины профиля П₄ определяется в размере 1,5% дли- ны заготовки с припуском:

Расчет нормы расхода материала при изготовлении деталей из труб

Норму расхода материала определяют по формуле, анало- гичной для деталей из профилей ,

N=Q_T(L + П), (15.6)

где N — норма расхода материала на одну деталь, г; G_T — тео- ретическая масса погонной длины трубы в 1 мм, г (принимается по таблице); L — длина трубы по чертежу, эталону или шабло- ну, мм; П — сумма всех припусков при изготовлении детали:

П = П₁+П₂ + Пз + П₄,

где Hi, П'2,- П₃ и П₄ — соответственно, припуски на резку заго- товки трубы, на развальцовку и торцовку конца трубы, на, гиб- ку трубы, на некратность по длине трубы.

'414

Припуск на резку заготовки трубы П4 зависит от способа резки: Способ резки	Значение ,
	мм
На токарных и других станках	3
На механической ножовке	2-2,5
На дисковых пилах	4
В штампах	0-1

Припуск на развальцовку и торцовку П2 равен 3 мм на один развальцованный конец. Припуск на гибку П3 зависит от сложности детали и способа гибки. К первой группе сложности относятся трубы простой кон­фигурации с одним, или двумя радиусами гибки и с прямолиней­ными концами. Ко второй группе сложности относятся трубы с двумя и более радиусами гибки и с радиусами на концах. Для труб первой группы сложности при гибке на трубогибоч­ных станках припуск П3=40 мм, для труб второй группы слож­ности — П3=160 мм. Для труб первой группы сложности при ручной гибке без наполнителя припуск не дается, для труб вто­рой группы сложности диаметром до 8 мм П3—10 мм. Для труб второй группы сложности при гибке с наполнителем припуск П3 составляет: Диаметр трубы, мм	Значение П3, мм
До 10	50
10-25	80
25-36	100
36-43	150
Свыше 43	200

Для труб первой группы сложности величину припуска на гибку берут в два раза меньше, чем для труб второй группы.

Потери на некратность П₄ берут в размере 2% длины заго­товки с припусками:

'415

Выбор оборудования, приспособлений и инструмента

Выбор оборудования зависит от формы, конфигурации и раз­меров детали, от заданной точности получения ее размеров и от величины производственной программы выпуска деталей.

Существенным фактором при выборе оборудования является величина производственного задания. Чем больше производст­венное задание, тем в большей мере следует использовать вы­сокопроизводительное специальное дорогостоящее оборудование. Решающим фактором при выборе оборудования является эконо­мичность процесса обработки и достижение необходимой точно­сти и качества детали.

При разработке технологического процесса для действующе­го предприятия следует считаться с загрузкой наличного обору­дования. Выбор необходимого инструмента и приспособления начинают с выяснения возможности применения универсальных инструментов и оснастки и экономического или качественного обоснования применения и изготовления специальных. Специаль­ную оснастку рекомендуется применять в тех случаях, когда универсальная не обеспечивает получения требуемой формы де­тали, ее чистоты, точности и качества поверхности. Решающим фактором при выборе оснастки и инструмента являются эконо­мические соображения.

Режимы обработки устанавливают на основе разработанных нормативов и инструкций, составленных с использованием дан­ных исследований и практического опыта.

Установление норм времени и квалификации исполнителя

Под технической нормой времени понимают время, необхо­димое на обработку, которое определяют исходя из организа­ционно-технических условий, эксплуатационных возможностей оборудования, методов и опыта работы передовиков производ­ства.

Техническая норма времени на партию деталей состоит из^ следующих частей: 1) основного, или технологического, време­ни, в течение которого изменяется форма, размеры, внешний вид и структура заготовки. Оно бывает машинным, машинно-ручным и ручным; 2) вспомогательного времени, необходимого для осу­ществления основной работы; 3) времени, необходимого для, обслуживания рабочего места в течение смены; 4) времени пе­рерывов на отдых и естественные надобности; 5) подготовитель­но-заключительного времени, необходимого для ознакомления с работой, подготовкой и уборкой рабочего места в начале и в конце выполнения партии деталей. Первые из четырех пере­численных частей технической нормы времени входят в штучное время, пятая относится к норме времени на партию. Квалифи-­

'416

кацию исполнителя устанавливают в соответствии с тарифно-ква­лификационным справочником, который составляется для каждой отрасли промышленности. Методы контроля детали устанавли­ваются в соответствии с требуемой точностью ее изготовления и требуемыми свойствами и качествами поверхности.

Оформление технологической разработки

Разработанный технологический процесс фиксируют в доку­ментах-картах. Эти карты называются картами технологическо­го процесса, операционными картами и т. д.

Совокупность этих карт в последовательности операций пла­на обработки называется технологическим процессом. В состав технологической документации входят карты технологического процесса, карты раскроя, технические условия на проектирова­ние и изготовление технологической оснастки, маршрутная ве­домость деталей, подетальные нормы расхода основных и вспо­могательных материалов, чертежи оснастки, инструментов и не­стандартного оборудования.

Основным видом технологической документации является технологическая карта. В настоящее время бланки технологи­ческой документации имеют различные формы по различным ведомствам и предприятиям. При общем основном их содер­жании ведется работа по их унификации в виде единой системы технологической документации СССР. Наибольшее распространение имеет форма карты заготовительно-штамповочных работ (см. стр. 418—419), которая печатается как на кальке, так и на белой бумаге. Заполнение граф технологической карты произво­дится следующим образом (см. соответственно номера граф тех­нологической карты):

1. Название предприятия, которое обычно печатается совме­стно с формой.

2. Номер цеха — изготовителя данной детали.

3. Номер технологического комплекта, в который входит дан­ная деталь. Номера комплектов устанавливает отдел заготови­тельно-штамповочных работ, находящийся в ведении главного технолога завода, при распределении деталей по цехам-изготовителям.

4. Количество листов, на которых составлен технологический процесс, и порядковый номер листов.

5. Эскиз детали с габаритными размерами и размерами эле­ментов детали, подлежащих обработке. Эскиз и размеры дают общее представление о детали, но не являются основанием для ее изготовления и приемки.

6. Полный номер чертежа детали без сокращений.

7. Наименование детали по чертежу.

8. Номер участка или мастерской, в которой изготавливается деталь или выполняются отдельные операции. По номерам уча-

'417

стков и мастерских планово-диспетчерское бюро цеха планиру­ет изготовление деталей в цехе, составляя планы и графики про­изводства.

9. Номера операций в строгом соответствии с их порядком и последовательностью при изготовлении деталей.

10. Содержание операций и операционные размеры с допус­ками.

11. Сокращенное наименование оборудования. Например,, эксцентриковый пресс — ЭП; гильотиные ножницы — ГН; па­дающий молот — МП; радиально-фрезерный станок — РФС. Обозначение марки оборудования или инвентарный номер. Ес­ли работу производят вручную на верстаке, слепке, болванке или оправке, указывают: «Р—Р» (ручная работа).

12. Основная характеристика оборудования: для прессов — усилие; для молотов — вес падающих частей; для специальных видов оборудования, имеющих сокращенное название,— модель; для гильотинных ножниц — максимальная длина реза. Напри­мер, эксцентриковый пресс усилием 60 тс — ЭП Р = 60 тс; па­дающий молот с весом падающих частей 3 т — ПМ MJI — 3; профилегибочный растяжной станок ПГР-6 — ПГР-6; гильотин­ные ножницы с длиной реза 3000 мм — ГН—3.

Сокращенно вся оснастка и инструменты, необходимые для выполнения данной операции. Шифр оснастки указывается со­гласно чертежу оснастки. Например, штамп пластинчатый — Щ. пл.; формоблок — ФБ; штамп вытяжной 1-й операции и шифр чертежа штампа — Ш. Выт. 1 оп. 640/6081; универсально- гибочный штамп — УГШ.

14. Разряд работы согласно тарифно-квалификационного справочника. Если на выполнении операции работают два и бо­лее рабочих, указывается разряд каждого исполнителя.

    15. 16 и 18. Пояснений не требуют.

17 и 19. Норма времени или расценка на партию выпуска.

20. Количество деталей на одно изделие или на один комп­лект из спецификации чертежа или из ТК.

21 и 22. Количество деталей, входящих в одинарный комп­лект («од. к») или групповой комплект («гр. к»), указанное в ТК или в других плановых документах. В спецификации чер­тежей данных не помещают.

23. Номер цеха, поставляющего заготовку. Если ее получа­ют из отдела снабжения, ставят номер этого отдела.

24. Номер цеха — потребителя деталей.

25. Чистый вес детали, который берется из чертежа или оп­ределяется взвешиванием готовой детали.

26. Пояснений не требует.

27. Марка материала и сечение заготовки, которые могут от­личаться от чертежной в двух случаях:

а) когда целесообразно получать мягкий (отожженный) ма­териал вместо твердого, чтобы не производить отжига;

'420