Основы проектирования машиностроительных заводов
, Егоров М.Е, Высшая школа, 1969 (отрывок книги)

1 Механический цех

В зависимости от размера производственной программы, характера продукции, а также технических и экономических условий осуществления производственного процесса все разнообразные производства условно де­лятся на три основных вида:

• единичное (индивидуальное)

• серийное

• мас­совое

У каждого из этих видов производственный и технологический процессы имеют свои характерные особенности и каждому из них свойствен­на определенная форма организации работы.

Необходимо отметить, что на одном и том же предприятии и даже в одном и том же цехе могут существовать различные виды производства, т. е. отдельные изделия или детали могут изготовляться на заводе или в цехе по разным технологическим принципам: технология изготовления одних деталей соответствует единичному производству, а других — мас­совому, или одних — массовому, а других — серийному и т. п. Так, напри­мер, в тяжелом машиностроении, имеющем характер единичного произ­водства, мелкие детали, требующиеся в большом количестве, могут из­готовляться' по принципу серийного и даже массового производства.

Таким образом, характеризовать производство всего завода или цеха в целом можно только по преимущественному признаку производственных и технологических процессов.

Производство относят к тому или другому виду (типу) условно, по количеству обрабатываемых в год деталей одного наименования и типо­размера.

Вид производства и соответствующие ему формы организации работы определяют характер технологического процесса и его построение. По­этому, прежде чем приступить к проектированию технологического про­цесса механической обработки деталей, необходимо исходя из заданной производственной программы (с учетом запасных частей) и характера подлежащих обработке деталей установить вид производства — единичное, серийное, массовое и соответствующую ему организационную форму вы­полнения технологического процесса [2,3,4].

Единичным (индивидуальным) называется такое производство, при котором изделия изготовляются единичными экземплярами, разнообраз­ными по конструкции или размерам, причем повторяемость этих изделий редка или совсем отсутствует.

Единичное производство универсально, т. е. охватывает разнообраз­ные типы изделий, поэтому оно должно быть очень гибким, другими сло­вами — приспособленным к выполнению разнообразных заданий. Для этого завод должен располагать комплектом универсального оборудования, обеспечивающим изготовление изделий сравнительно широкой номен­клатуры. Этот комплект оборудования должен быть подобран таким образом, чтобы, с одной стороны, можно было применять различные виды обработки, а с другой — чтобы количественное соотношение отдельных видов обору­дования гарантировало определенную пропускную способность завода.

Технологический процесс изготовления деталей при этом виде произ­водства имеет уплотненный характер: на одном станке выполняются не­сколько операций и часто производится полная обработка деталей разно­образных конструкций и из различных материалов. Поскольку работы, выполняемые на одном станке, разнохарактерны и каждый раз для новой работы неизбежна подготовка и наладка станка, основное (технологиче­ское) время в общей структуре нормы времени невелико.

Приспособления для обработки деталей на станках имеют здесь уни­версальный характер, т. е. могут быть использованы в разнообразных слу­чаях, например тиски для крепления деталей, угольники, прихваты и т. п. Специальные приспособления не применяются или применяются редко, так как значительные затраты на их изготовление экономически не оправ­дываются.

Необходимый при этом виде производства режущий инструмент также должен быть универсальным (стандартные сверла, развертки, фрезы, рез­цы обычных типов и т. п.), так как из-за разнообразия обрабатываемых деталей применение специального инструмента экономически нецелесо­образно.

Равным образом и измерительный инструмент, употребляемый при обработке деталей, должен быть универсальным, т. е. он должен позволять измерять детали разнообразных размеров; в этом случае широко приме­няются штангенциркули, микрометры, нутромеры, штихмасы, индикаторы и другие универсальные измерительные средства.

Разнохарактерность изготовляемых изделий, неравномерность по вре­мени поступления в производство более или менее сходных конструкций, различие требований, предъявляемых к изделию в отношении точности обработки деталей и качеству обрабатываемых поверхностей, необходимость выполнения различных операций на универсальном оборудовании -это требует особых условий для успешной работы цехов и всего зам. характерных для единичного производства.

Эти условия требуют: наличия планово-распределительною отдела, с достаточно квалифицированным персоналом, способным быстро перестраивать работу цехов и приспосабливать имеющиеся средства производства к выполнению разнохарактерной продукции; запаса разнообразных материалов и больших складских помещений для хранения их; квалифици­рованных рабочих и технического персонала с достаточно универсальными знаниями и опытом в различных отраслях машиностроения.

Указанные особенности этого вида производства обусловливают отно­сительно высокую себестоимость выпускаемых изделий. Увеличение потребности в данной продукции с одновременным уменьшением се номенкла­туры и стабилизацией конструкций изделий создает возможность перехода от единичного производства к серийному.

Единичное производство существует в тяжелом машиностроении, на судостроительных верфях, на предприятиях, выпускающих сложное обо­рудование для химических заводов, в ремонтных и инструментальных це­хах и т. п.

Серийное производство занимает промежуточное положение между единичным и массовым производством.

/Теркиным называется такое производство, при котором изготовление изделий производится партиями или сериями, состоящими из одноимен­ных, однотипных по конструкции и одинаковых по размерам изделий, за­пускаемых в производство одновременно. Основным принципом этого вида производства является изготовление всей партии (серии) целиком как в обработке деталей, так и в сборке.

Понятие «партия» относится к количеству деталей, а понятие «серия»— к количеству машин, запускаемых в производство одновременно. Количе­ство деталей в партии и количество машин в серии могут быть различными. В серийном производстве в зависимости от количества изделий в се­рии, их характера и трудоемкости их изготовления, частоты повторяемости серий в течение года различают производство мелкосерийное, среднесерий­ное и крупносерийное. Такое подразделение является условным для разных отраслей машиностроения: при одном и том же количестве машин в серии, но различных размеров, сложности и трудоемкости производство может быть отнесено к разным видам.

'В серийном производстве технологический процесс преимущественно дифференцирован, т. е. расчленен на отдельные операции, которые закреплены за определенными станками. Станки здесь применяются разнообразных видов:

• общего назначения (универсальные)

• специализированные, специальные

• автоматизирован­ные

• агрегатные.

Станочное оборудование должно быть специализировано в такой мере, чтобы был возможен переход от производства одной серии машин к другой, несколько отличающейся от первой в конструктивном отношении, или переход от одного типа машины к другому.

При использовании станков общего назначения (универсальных) долж­ны широко применяться специализированные и специальные приспособ­ления, специализированный и специальный режущий инструмент или при­способленный для данной операции — нормальный и, наконец, измерь тельный инструмент в виде предельных (стандартных и специальных) калибров и шаблонов, обеспечивающих взаимозаменяемость обработанных деталей. Все это оборудование и оснастку в серийном производстве можно применять достаточно широко, так как при повторяемости процессов изготов­ления одних и тех же деталей указанные средства производства дают тех­нико-экономический эффект, который с большой выгодой окупает за-V траты на них^Однако в каждом отдельном случае при выборе специального или специализированного станка, изготовлении дорогостоящего приспо­собления или инструмента необходимо подсчитать затраты и ожидаемый технико-экономический эффект.

Серийное производство значительно экономичнее, чем единичное, так • как лучшее использование оборудования, специализация рабочих, увеличение производительности труда обеспечивают уменьшение себестоимости " продукции.

Серийное производство является наиболее распространенным видом производства в общем и среднем машиностроении. К этому виду производ­ства относятся: станкостроение, тепловозо- и дизелестроение, производство прессов, компрессоров, насосов, вентиляторов, текстильных машин, деревообделочных станков, оборудования для пищевой и лесной промышлен­ности, для коммунального хозяйства, транспорта и т. д.

Массовое производство является дальнейшим развитием серийного и представляет собой наиболее совершенную форму производства.

Массовым называется производство, в котором при достаточно большом количестве одинаковых выпусков изделий изготовление их ведется путем непрерывного выполнения на рабочих местах одних и тех же постоянно повторяющихся операций.

Массовое производство бывает следующих видов:

1. Поточно-массовое производство. При этом виде производства осу­ществляется непрерывность движения деталей по рабочим местам, располо­женным в порядке последовательности технологических операций, закреп­ленных за определенными рабочими местами и выполняемых примерно в одинаковый (или кратный) промежуток времени, соответствующий такту выпуска деталей.

2. Массовое прямоточное производство. Здесь технологические опе­рации также выполняются на определенных рабочих местах, расположен­ных в порядке операций, но время на выполнение отдельных операций не всегда одинаково (или кратно такту), вследствие чего у некоторых станков образуются заделы и движение деталей протекает с перерывами.

Массовое производство возможно и экономически выгодно при выпуске достаточно большого количества изделий, когда все затраты на организа­цию массового производства окупаются и себестоимость единицы выпус­каемой продукции получается меньше, чем при серийном производстве.

Однако изделия массового производства с течением времени и разви­тием техники все же подвергаются конструктивным изменениям в целях улучшения их эксплуатационных качеств или в связи с требованиями тех­нологического характера. В таких случаях технологический процесс приходится перестраивать.

При массовом и крупносерийном производстве технологический про­цесс строится по принципу дифференциации или по принципу концентрации операций.

По первому принципу технологический процесс дифференцируется (расчленяется) на элементарные операции с примерно одинаковым време­нем выполнения (тактом) или кратные такту; каждый станок выполняет одну определенную операцию. В связи с этим станки здесь применяются специальные и узкоспециализированные; приспособления для обработки должны быть также специальными, предназначенными для выполнения только одной операции. Часто такое специальное приспособление является неотъемлемой частью станка.

По второму принципу технологический процесс предусматривает кон­центрацию операций, выполняемых на многошпиндельных автоматах и полуавтоматах, агрегатных, многопозиционных, многорезцовых станках, связанных в одну линию (автоматические линии), производящих (автомата-; чески) одновременно или последовательно несколько операций, включаю­щих обработку и вспомогательные действия при малой затрате основного (технологического) времени. Подобные станки все шире внедряются в производство; особенно широкое применение они получили в автомобиль­ном и тракторном производстве.

Режущий инструмент для выполнения определенных операций при­меняется специальный, специализированный или приспосабливается нор­мальный.

В качестве измерительного инструмента, гарантирующего взаимо­заменяемость деталей, применяются предельные калибры, а также измери­тельные приборы, приспособления и автоматические измерительные уст­ройства.

Наиболее эффективны автоматические контрольные устройства изме­ряющие детали в процессе их обработки на станках. Благодаря этим уст­ройствам повышается производительность станков, так как исключается необходимость их остановки для промера деталей и представляется воз­можность одновременного обслуживания нескольких станков снабжен­ных такими автоматическими устройствами для измерения

Массовое производство получило широкое применение в автомобиле- и тракторостроении, двигателестроении, сельскохозяйственном машино­строении, на предприятиях, изготовляющих мотоциклы, велосипеды, швей­ные и пишущие машины и т. д.

Каждому из описанных выше видов производства (единичному, се­рийному, массовому) свойственны соответствующие формы организации работы и способы расположения оборудования, которые определяются ха­рактером изделия и производственного процесса, объемом выпуска и рядом других факторов.

Существуют следующие основные формы организации работы:

1. По видам оборудования, свойственная главным образом единичному производству; для отдельных деталей применяется в серийном произ­водстве.

Станки располагаются по признаку однородности обработки, т. е. создаются участки станков, предназначенных для одного вида обработки, — токарных, строгальных, фрезерных и др.

2. Предметная, свойственная главным образом серийному производ­ству; для отдельных деталей применяется в массовом производстве.Станки располагаются в последовательности технологических опера­ций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки. В той же последовательности, очевидно, образуется и движение деталей. Обработка деталей на станках производится партиями; при этом время выполнения операции на отдельных станках может быть не согласо­вано с временем операции на других станках. Изготовленные детали во время работы хранятся у станков и затем транспортируются целой парти­ей. Детали, ожидающие поступления на следующий станок для выполнения очередной операции, хранятся или у станков, или на специальных пло­щадках между станками, где производится контроль деталей.

3. Поточно-серийная, или переменно-поточная, свойственная серий­ному производству; станки располагаются также в последовательности технологических операций, установленной для деталей, обрабатываемых на данной станочной линии. Производство идет партиями, причем детали каждой партии могут несколько отличаться одна от другой размерами или конструкцией, допускающими, однако, обработку их на одном и том же оборудовании. Производственный процесс ведется таким образом, что время выполнения операции на одном станке согласовано с временем работы на следующем станке; детали данной партии перемещаются со станка на ста- нок в последовательности технологических операций, создавая непрерывность движения деталей по станкам. Переналадка станков, приспособлений и инструмента, а также перестройка производственного процесса при переходе на обработку сходных деталей других партии обеспечиваются предварительной технической подготовкой и расчетом нормы времени по каждой операции, которая должна быть примерно одинаковая ко всем станкам (дополнительно см. п. О настоящего параграфа).

4. Прямоточная, свойственная массовому (и в некоторой мере крупносерийному) производству; станки располагаются в последовательности технологических операций, закрепленных за определенными станками; детали со станка на станок передаются поштучно, но синхронизация времени операций выдерживается не на всех участках линии, т. е. время выполнения отдельных операций не всегда равно (или кратно) такту, вследствие этого около станков, у которых время выполнения операции больше такта, создаются заделы необработанных деталей. Такая форма работы называется иногда пульсирующим потоком.

Транспортирование деталей от одного рабочего места к другому осу­ществляется рольгангами, наклонными желобами и другими немеханизи­рованными транспортными устройствами; иногда применяются и конвейе­ры, служащие здесь только в качестве транспортеров (об этих транспорт­ных устройствах см. гл. XV).

5. Непрерывным потоком, свойственная только массовому производ­ству. При этой форме организации работы станки располагаются в после­довательности операций технологического процесса, закрепленных за определенными станками, время выполнения отдельных операций на всех рабочих местах примерно одинаково или кратно такту, благодаря чему дос­тигается синхронизация операций и создается определенный такт работы для всех рабочих мест поточной линии.

Различают несколько разновидностей работы непрерывным потоком:

а) работа непрерывным потоком с передачей деталей (изделий) прос­тыми транспортными устройствами — без тягового элемента (рольганги, склизы, скаты, наклонные желобы и т. п.);

б) работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (из­делий) транспортными устройствами с тяговым элементом. Передвижение деталей от одного рабочего места к другому производится при помощи ме­ханических транспортирующих устройств — конвейеров, которые двигают­ся периодически, толчками. Конвейер перемещает деталь через промежу­ток времени, соответствующий величине такта работы, в течение которого конвейер стоит и выполняется рабочая операция; продолжительность выполнения операции примерно равна величине такта работы, который поддерживается конвейером механически;

в) работа непрерывным потоком с непрерывной подачей деталей (из­делий) также механическими транспортными устройствами с тяговым эле­ментом; в этом случае механический конвейер движется непрерывно пере­мещая расположенные на нем детали от одного рабочего места к другому. Операция выполняется во время движения конвейера; при этом деталь или снимается с конвейера для выполнения операции (обработка на станках), или остается на конвейере, и в этом случае операция выполняется во время движения детали вместе с конвейером (сборка изделия). Скорость движе­ния конвейера должна соответствовать времени, необходимому на выпол­нение операции. Как и в предыдущем случае, такт работы механически поддерживается конвейером.

Для всех рассмотренных случаев работы непрерывным потоком мож­но установить, что решающим фактором, обусловливающим соблюдение принципа непрерывного потока, является не механическое транспортирование деталей (изделий), а такт работы.

2 Сборочный цех

Сборочные работы являются заключительным этапом в производствен­ном процессе, на котором из отдельных деталей и узлов собираются гото­вые изделия. Качество сборочных работ значительно влияет на эксплуата­ционные качества машины, на ее надежность и долговечность.

Собранное изделие — машина — при недостаточно точном соединении отдельных деталей, даже если они изготовлены с заданной точностью, не будет обладать необходимыми эксплуатационными качествами и надежно работать. Поэтому в производстве сборочные работы имеют первостепенное значение. К этому следует добавить, что и объем сборочных работ весьма значителен; так, например, трудоемкость сборочных работ в сельскохозяй­ственном машиностроении составляет 20—30% общей трудоемкости изде­лия, а по некоторым машинам трудоемкость сборочных работ доходит до 4С—60% общей трудоемкости.

Многие детали, перед тем как их направить на место сборки всей ма­шины, соединяют с другими деталями, при этом образуется узел. Узел может составляться или только из отдельных деталей, или из отдельных деталей и деталей, предварительно соединенных вместе (до постановки их в узел). Такие предварительно соединенные детали образуют простейшее соединение, называемое «подузел». Соединение нескольких узлов составляет «агрегат» или «механизм»; первое название применяется, например, в авто-тракторостроении. Это соединение осуществляется или непосредственно деталями, входящими в узлы, или при помощи отдельных деталей, служа­щих для соединения узлов.

Из агрегатов (механизмов), узлов и отдельных деталей собирают целое изделие — машину.

Каждое из указанных соединений представляет собой конструктивно-сборочную единицу той или иной степени сложности. При описанной выше последовательности соединений «подузел» представляет собой конструктив­но-сборочную единицу первой степени сложности, «узел» — конструктивно-сборочную единицу второй степени и «агрегат» («механизм») — конструк­тивно-сборочную единицу третьей степени сложности. Целое изделие в зависимости от его сложности может быть расчленено на большее или мень­шее количество конструктивно-сборочных единиц [2].

Сборочный процесс, таким образом, состоит из следующих стадий:

1. Слесарная обработка и пригонка; применяется преимущественно в единичном и Мелкосерийном производствах; в серийном производстве применяется в незначительном размере; в массовом производстве эта ста­дия отсутствует.

2. Узловая (или предварительная) сборка — соединение деталей в подузлы, узлы, агрегаты (механизмы).

3. Общая (или окончательная) сборка — сборка всей машины.

4. Регулировка — установка и выверка правильности взаимодействия частей машины.

В узловую и общую сборку могут входить следующие основные опе­рации:

а) крепление деталей;

б) сборка деталей неподвижных;

в) сборка деталей движущихся;

г) сборка деталей вращающихся;

д) сборка дета­лей, передающих движение;

е) разметка для сборки (в единичном и мелко­серийном производствах);

ж) взвешивание и балансирование деталей и узлов;

з) установка станин, рам, плит, корпусов.

До начала разработки технологического процесса сборки необходимо изучить конструкцию собираемой машины, условия ее работы и техниче­ские условия ее приемки и испытания. На основе изучения конструкций собираемых узлов и целой машины составляется схема сборки, определяющая взаимную связь и последова­тельность соединения отдельных элементов, узлов, агрегатов (механизмов) и целого изделия.

В связи с этим весь технологический процесс сборки разбивается на отдельные последовательные стадии:

• сборка узлов

• сборка агрегатов (ме­ханизмов)

• общая сборка

Они в свою очередь расчленяются на отдель­ные последовательные операции, переходы, приемы. Операция может вы­полняться при нескольких установках.

Операцией называется часть сборочного процесса, осуществ­ляемая по какому-либо узлу или машине одним или несколькими рабочими на одном рабочем месте. Операция состоит из переходов.

Переход часть операции, которая вполне закончена, не может быть раздроблена и выполняется без смены инструментов одним или не­сколькими рабочими одновременно. Переход состоит из приемов.

Приемом называется часть перехода, состоящая из ряда простей­ших рабочих движений, выполняемых одним рабочим.

Под установкой понимается придание определенного положения соби­раемым деталям и соединениям. Операция может выполняться при нескольких установках.

При разработке технологического процесса поточной сборки необхо­димо определить вначале такт сборочных работ, так как расчленение тех­нологического процесса на отдельные операции зависит от такта сборки; затрата времени на отдельные операции (трудоемкость) должна быть рав­ной или кратной величине такта. Если по характеру производства деталям, прошедшим механическую обработку, требуется окончательная доделка ручным способом (придание нужных размеров и формы), то такие работы должны предшествовать сборке.

При разработке технологического процесса сборки для каждой опе­рации, перехода и других частей сборочного процесса должно быть дано описание характера работ и способов их выполнения; должен быть указан необходимый инструмент и приспособления, определены потребное коли­чество времени, количество рабочих и их квалификация. Время, потреб­ное на выполнение отдельных операций сборки узлов и агрегатов (механиз­мов), и сроки подачи их вместе с деталями к местам общей сборки должны быть установлены так, чтобы был обеспечен бесперебойный ход сборочного процесса. Таким образом, технологический процесс сборки определяет длительность сборки изделия, количество рабочих, потребное на отдельные операции и на всю сборку, время на все сборочные работы, сроки подачи деталей, узлов и агрегатов (механизмов).

3 Сборочный цех

3.1. Значение и объем сборочных работ

Сборочные работы являются заключительным этапом в производствен­ном процессе, на котором из отдельных деталей и узлов собираются гото­вые изделия. Качество сборочных работ значительно влияет на эксплуата­ционные качества машины, на ее надежность и долговечность.

Собранное изделие — машина — при недостаточно точном соединении отдельных деталей, даже если они изготовлены с заданной точностью, не будет обладать необходимыми эксплуатационными качествами и надежно работать. Поэтому в производстве сборочные работы имеют первостепенное значение. К этому следует добавить, что и объем сборочных работ весьма значителен; так, например, трудоемкость сборочных работ в сельскохозяй­ственном машиностроении составляет 20—30% общей трудоемкости изде­лия, а по некоторым машинам трудоемкость сборочных работ доходит до 4С—60% общей трудоемкости.

3.2 Состав сборочных цехов

Состав сборочных цехов определяется характером выпускаемых изделий, технологическим процессом, объемом и организацией произ­водства.

В единичном, мелкосерийном и серийном производствах узловая и общая сборка производится в сборочных цехах или сборочных отделениях механосборочных цехов. В крупносерийном и массовом производствах узловая сборка изделий производится в конце поточных линий или в тех отделениях механического цеха, где обрабатываются детали данных узлов. В этом случае осуществляется принцип законченного цикла производства данного узла, включающего механическую обработку деталей и сборку узла; общая сборка машины выполняется в сборочном цехе. Производство автомобилей и тракторов ведется обычно по этому принципу учагтКИС0Сг^В сборочного цеха входят:

а) производственные отделения или участки

б) вспомогательные отделения или участки;

в) служебные помещения,

г) бытовые помещения.

К производственным отделениям (участкам) относятся отделения (участки) слесарной обработки (при единичном и мелкосерийном производстве), узловой и общей сборки, окраски, сушки, обкатки, испытания и упаковки готовых изделий.

В состав вспомогательных отделений (участков) входят участки техни­ческого контроля, промежуточные склады деталей и узлов, склад вспомогательных материалов, инструментально-раздаточная кладония, мастерская цехового механика, экспедиция, иногда склад готовой продукции.

К служебным помещениям относятся помещения для технической части цеха, конторы и административно-технического персонала. В состав бытовых помещений входят комнаты для принятия пищи, гардеробные, умывальные, душевые, уборные и др.

3.3 Стадии сборочного процесса.

Многие детали, перед тем как их направить на место сборки всей ма­шины, соединяют с другими деталями, при этом образуется узел. Узел может составляться или только из отдельных деталей, или из отдельных деталей и деталей, предварительно соединенных вместе (до постановки их в узел). Такие предварительно соединенные детали образуют простейшее соединение, называемое «подузел». Соединение нескольких узлов составляет «агрегат» или «механизм»; первое название применяется, например, в авто-тракторостроении. Это соединение осуществляется или непосредственно деталями, входящими в узлы, или при помощи отдельных деталей, служа­щих для соединения узлов.

Из агрегатов (механизмов), узлов и отдельных деталей собирают целое изделие — машину.

Каждое из указанных соединений представляет собой конструктивно-сборочную единицу той или иной степени сложности. При описанной выше последовательности соединений «подузел» представляет собой конструктив­но-сборочную единицу первой степени сложности, «узел» — конструктивно-сборочную единицу второй степени и «агрегат» («механизм») — конструк­тивно-сборочную единицу третьей степени сложности. Целое изделие в зависимости от его сложности может быть расчленено на большее или мень­шее количество конструктивно-сборочных единиц.

Сборочный процесс, таким образом, состоит из следующих стадий:

1. Слесарная обработка и пригонка; применяется преимущественно в единичном и Мелкосерийном производствах; в серийном производстве применяется в незначительном размере; в массовом производстве эта ста­дия отсутствует.

2. Узловая (или предварительная) сборка — соединение деталей в подузлы, узлы, агрегаты (механизмы).

3. Общая (или окончательная) сборка — сборка всей машины.

4. Регулировка — установка и выверка правильности взаимодействия частей машины.

В узловую и общую сборку могут входить следующие основные опе­рации:

а) крепление деталей;

б) сборка деталей неподвижных;

в) сборка деталей движущихся;

г) сборка деталей вращающихся;

д) сборка дета­лей, передающих движение;

е) разметка для сборки (в единичном и мелко­серийном производствах);

ж) взвешивание и балансирование деталей и узлов;

з) установка станин, рам, плит, корпусов.

Расчленение на агрегаты, узлы, подузлы и отдельные детали зависит от конструктивных особенностей машины. Поэтому для каждого типа машин это расчленение может иметь своеобразный и условный характер; общих правил расчленения различных машин на отдельные соединения не может быть; каждое такое расчленение применимо только для данного типа машины.

При расчленении конструкции изделия на отдельные сборочные еди­ницы надо руководствоваться следующими основными положениями:

1. выделение того или другого соединения в сборочную единицу должно быть возможным и целесообразным как в конструктивном, так и в техноло­гическом отношении;

2. должна быть обеспечена правильная технологическая связь и пос­ледовательность сборочных операций;

3. на общую сборку должны подаваться в возможно большем количе­стве предварительно комплектованные сборочные единицы и в возможно меньшем количестве — отдельные детали;

4. общая сборка должна быть максимально освобождена от выполнения
   мелких сборочных соединений и различных вспомогательных работ.

Пропускная способность сборочного цеха зависит от времени нахожде­ния машины на сборочном месте (стенде): чем меньше это время тем больше пропускная способность. Уменьшение времени пребывания машины на сборочном месте (стенде) достигается:

1. обработкой деталей по принципу взаимозаменяемости, исключающей ручную слесарную обработку и подгонку размеров деталей по месту;

2. применением в возможно большей степени предварительной сборки деталей в узлы, в агрегаты вне места общей сборки всей машины;

3. обеспечением во избежание простоя сборщиков своевременной подачи деталей, узлов и других сборочных соединений, материалов, инстру­ментов и приспособлений к сборочному месту;

4. возможно более широким применением специальных приспособле­ний и инструментов в целях уменьшения затрат времени на выполнение сборочных операций и облегчения работы;

5. установлением наиболее точных норм времени на все сборочные
   работы в зависимости от характера и методов выполнения сборочных опе­раций;

6. применением поточного метода сборки для уменьшения времени
   на сборку всей машины, если это возможно по характеру производства.

Необходимо стремиться к замене ручных слесарных работ различными механизмами. Применение таких механизмов значительно повышает про­изводительность труда, облегчает труд рабочего, улучшает качество рабо­ты и дает возможность выполнять ее рабочим более низкой квалификации.

В качестве механизмов, заменяющих ручную слесарную работу, при­меняются: электрические опиловочно-шлифовальные машины переносного типа; электрические и пневматические сверлильные ручные машины; меха­нические станки для притирки вентилей и клапанов; механические и пнев­матические шаберы; электрические и пневматические зубила и молотки; электрические и машинные отвертки; динамометрические ключи; одно- и многошпиндельные гайковерты; клепальные машины — подвесные и стационарные (пневматические, пневмогидравлические, электрогидравли­ческие); прессы — ручные, механические (кривошипные), пневматические, гидравлические —для запрессовки втулок, пальцев, шкивов, маховиков, зубчатых колес и др.

Точно так же можно в значительной степени облегчить и ускорить выполнение сборочных операции с помощью специальных приспособле­ний: для установки и соединения деталей; для крепления базовых деталей собираемых узлов; для съемки с валов зубчатых колес, шкивов, маховиков; для выемки втулок из цилиндров; для подъема деталей при сборке — скобы, захваты и др.; для провертывания валов при сборке двигателей внутреннего сгорания, паровых машин, компрессоров; для перемены положения соби­раемых изделий, например для перевертывания и повертывания блоков цилиндров, автомобильных рам, коробок скоростей и др., для проверки пер­пендикулярности оси шатуна к оси поршневого пальца; правильности рас­положения кулачков распределительного вала; правильности расположе­ния оси цилиндров и т. д.; для регулирования клапанов двигателей в виде дисков с градусными делениями; приспособления для определения размеров камер сжатия; для предварительного сжатия пружин, рессор и т. и. для гидравлических испытаний к измерительным инструментам, допускающим возможность промеров в труднодоступных местах.

Как уже указывалось, необходимо путем использования механизиро­ванного инструмента добиваться уменьшения времени на ручные работы, которые применяются в значительных размерах при единичном и мелкосерий­ном производстве и которых не всегда удается избежать при серийном производстве.

Необходимо также шире применять предварительную узловую сборку и подавать на общую сборку возможно меньшее количество отдельных деталей с целью сокращения времени на общую сборку на стенде.

3.4 Содержание и структура технологического процесса сборки

До начала разработки технологического процесса сборки необходимо изучить конструкцию собираемой машины, условия ее работы и техниче­ские условия ее приемки и испытания. На основе изучения конструкций собираемых узлов и целой машины составляется схема сборки, определяющая взаимную связь и последова­тельность соединения отдельных элементов, узлов, агрегатов (механизмов) и целого изделия.

В связи с этим весь технологический процесс сборки разбивается на отдельные последовательные стадии:

• сборка узлов

• сборка агрегатов (ме­ханизмов)

• общая сборка

Они в свою очередь расчленяются на отдель­ные последовательные операции, переходы, приемы. Операция может вы­полняться при нескольких установках.

Операцией называется часть сборочного процесса, осуществ­ляемая по какому-либо узлу или машине одним или несколькими рабочими на одном рабочем месте. Операция состоит из переходов.

Переход часть операции, которая вполне закончена, не может быть раздроблена и выполняется без смены инструментов одним или не­сколькими рабочими одновременно. Переход состоит из приемов.

Приемом называется часть перехода, состоящая из ряда простей­ших рабочих движений, выполняемых одним рабочим.

Под установкой понимается придание определенного положения соби­раемым деталям и соединениям. Операция может выполняться при нескольких установках.

При разработке технологического процесса поточной сборки необхо­димо определить вначале такт сборочных работ, так как расчленение тех­нологического процесса на отдельные операции зависит от такта сборки; затрата времени на отдельные операции (трудоемкость) должна быть рав­ной или кратной величине такта. Если по характеру производства деталям, прошедшим механическую обработку, требуется окончательная доделка ручным способом (придание нужных размеров и формы), то такие работы должны предшествовать сборке.

При разработке технологического процесса сборки для каждой опе­рации, перехода и других частей сборочного процесса должно быть дано описание характера работ и способов их выполнения; должен быть указан необходимый инструмент и приспособления, определены потребное коли­чество времени, количество рабочих и их квалификация. Время, потреб­ное на выполнение отдельных операций сборки узлов и агрегатов (механиз­мов), и сроки подачи их вместе с деталями к местам общей сборки должны быть установлены так, чтобы был обеспечен бесперебойный ход сборочного процесса. Таким образом, технологический процесс сборки определяет длительность сборки изделия, количество рабочих, потребное на отдельные операции и на всю сборку, время на все сборочные работы, сроки подачи деталей, узлов и агрегатов (механизмов).

4 Инструментальный цех

4.1 Производственная программа цеха

Как правило, машиностроительные заводы должны получать весь не­обходимый нормальный и отчасти специальный инструмент со специализи­рованных инструментальных заводов, где его изготовление ведется методами массового и крупносерийного производства.

Современные инструментальные заводы — это крупные предприятия с механосборочными, кузнечными, термическими, вспомогательными и другими цехами. Проектирование таких заводов ведется теми же методами, которые применяют при проектировании машиностроительных заводов.

Инструментальные цехи, входящие в состав машиностроительных или других металлообрабатывающих заводов различного профиля, являются вспомогательными; они не должны изготовлять нормальный инструмент или изготовляют его в ограниченном количестве.

Каждый такой инструментальный цех обслуживает свой завод и изго­товляет, ремонтирует и восстанавливает для него специальный (необходи­мый для данного производства) режущий, измерительный и вспомогатель­ный (крепежно-зажимной) инструмент; а также ремонтирует и восстанав­ливает нормальный инструмент; изготовляет и ремонтирует приспособления для станочных, сборочных и контрольных работ, штампы, деревообраба­тывающие инструменты, металлические модели, кокили, подмодельные плиты и прессформы (формы для отливки металлических изделий под дав­лением и отливки из пластмасс); ремонтирует пневматические инструменты и приборы.

Для рационального использования изношенного инструмента следует включать в производственную программу цеха восстановление такого ин­струмента, причем для выполнения этих работ должна быть составлена оп­ределенная программа. В числе работ по восстановлению изношенного или поломанного инструмента входят:

• перешлифовка изношенного режущего (сверла, зенкеры, развертки и др.), штампового и измерительного инструмента на другие размеры;

• хромирование изношенных поверхностей измерительного инстру­мента и изношенных поверхностей направляющих частей других видов ин­струмента (разверток, протяжек и др.)

• электронаплавка и газовая наплавка режущего инструмента (фрез, протяжек, резцов и др.);

• сварка поломанного инструмента;

• использование непригодного инструмента в качестве заготовок для изготовления инструмента меньшего размера путем кузнечной и механической обработки после предварительного отжига.

При определении производственной программы инструментального цеха встречаются затруднения вследствие разнообразия выполняемых работ, поэтому часто невозможно установить заранее точное количество и номенклатуру подлежащего изготовлению и ремонту инструмента. В крупных инструментальных цехах производство инструмента ведется в более значительных размерах и в некоторой части в серийном порядке по заранее установленной годовой программе.

В качестве общего положения следует установить, что инструментальный цех выполняет работы по заказам планово-предупредительного отдела '. завода и сдает свою продукцию в центральный инструментальный склад.

4.2 Состав инструментального цеха

В состав инструментального цеха входят отделения: механическое (станочное), слесарно-сборочное, лекальное, для ремонта пневматического „ другого механизированного инструмента, шлифовально-заточное, загото­вительное (часто объединяется со складом материалов), термическое, хроми­ровочное, кузнечное, сварочное, для напайки пластин твердых сплавов, „ также склад материалов и заготовок, склад вспомогательных материале!:, склад готовых и исправляемых изделий, промежуточный склад, контрольно отделение, инструментальная раздаточная, измерительная лаборатории, служебные и бытовые помещения.

Станочное и слесарно-сборочное отделения делятся на специализированные участки, предназначенные для обработки инструмента определенного вида, а именно:

а) режущего инструмента;

б) измерительного инструмента

в) вспомогательного инструмента;

г) приспособлений;

д) штампов;

е) металлических моделей и преесформ;

ж) нормалей;

з) пневматического и другого механизированного инструмента.

В зависимости от размеров производства а некоторые участки могут быть объединены или же выделены в самостоятельные цехи (цех штампов и моделей).

Таким образом, инструментальное производство завода может быть организовано в виде комплексного инструментального цеха, т. е. цеха, вклю­чающего в себя отделения режущего, измерительного и вспомогательного инструмента, приспособлений, штампов, металлических моделей, преесформ и кокилей, или раздельных цехов, т. е. в составе нескольких отдельны: цехов:

а) инструментального цеха с основными отделениями режущего, измерительного, вспомогательного инструмента, приспособлений;

б) цех;: (отделения) холодных штампов;

в) цеха (отделения) кузнечных штампов:

г) цеха (отделения) металлических моделей;

д) отделения преесформ и ко­килей.

Следует отметить, что кузнечные отделения организуют при крупных инструментальных цехах; инструментальные и ремонтно-механические цехи часто имеют одну общую кузницу. Иногда кузнечные работы по инструменту производятся в основном кузнечном цехе завода, для чего в нем I устанавливается необходимое оборудование. Расположение кузницы в здании инструментального цеха смежно со станочным отделением нежелательно, ' так как работа кузнечных молотов вредно отражается на точности обработки на металлорежущих станках.

Для кузнечного отделения, так же как и для термического, требуется большая высота здания, чем для других отделений, несгораемое перекрытие. возведение капитальных стен, отделяющих его от остальной части цеха, усиленная принудительная приточно-вытяжная вентиляция Все это часа заставляет отказываться от устройства кузнечных отделений при инстру­ментальных цехах, и кузнечные работы по инструменту в этом случае выполняются в обшей кузнице с ремонтно-механическим цехом или и основном кузнечном цехе завода.

Термическое отделение специально для обработки инструмента следует создавать при инструментальном цехе. Это объясняется особым характером термической обработки инструмента, тесной связью технологических про­цессов механической и термической обработки, тем, что инструментальный цех должен выпускать полностью готовую продукцию.

4.3 Классификация инструмента

Ввиду разнохарактерности инструмента методы определения производ­ственной программы для отдельных видов инструмента могут быть различ­ны. В связи с этим для целей проектирования необходимо весь инструмент классифицировать следующим образом:

1) режущий;

2) измерительный;

3) вспомогательный (крепежно-зажимной);

4) приспособления;

5) штампы;

6) слесарный инструмент;

7) деревообрабатывающий;

8) пневматический и другой механизированный инструмент;

9) металлические модели, кокили, подмодельные плиты и прессформы;

10) инструмент для котельных работ;

11) инструмент для специальных работ.

Кроме того, инструмент делится на нормальный и специальный; нор­мальным называется инструмент, выпускаемый специализированными инструментальными заводами для обеспечения заводов-потребителей; под специальным подразумевается инструмент, изготовляемый самими заводами-потребителями для своих нужд. Однако нормальные резцы, как правило, все машиностроительные заводы изготовляют своими средствами.

К группе нормального режущего инструмента относятся, например, метчики, плашки, зенкеры, развертки, зенковки, фрезы, сверла, фрезерные головки, протяжки разных типов и размеров. В группу специального режу­щего инструмента входит весь инструмент, не изготовляемый инструменталь­ными заводами.

К группе нормального измерительного инструмента относятся калибры (скобы, пробки гладкие и резьбовые, конусные кольца и пробки), микромет­ры, глубиномеры, угломеры, рейсмасы, штангенциркули, плоскопараллель­ные концевые меры, линейки и т. п. К специальному измерительному ин­струменту относятся шаблоны и все другие, не входящие в группу нормаль­ного инструмента.

Проектирование инструментальных цехов может производиться сле­дующими методами:

1. по «точной» программе («детальное» проектирование);

2. по «приведенной» программе;

3. по технико-экономическим показателям («укрупненное» проектиро­вание).

При этом проектирование может вестись разными методами для отдель­ных видов инструмента одного инструментального цеха.

5 Ремонтно-механический цех

5.1 Задачи ремонтной службы и формы организации ремонтных работ

Организация ремонтной службы имеет важное значение для машино­строительных заводов, так как от качества и своевременности ремонта обо­рудования зависит эффективность работы завода.

В задачу ремонтной службы входят:

1. надзор и уход за действующим оборудованием в целях исправления мелких недочетов и возможного предупреждения поломок;

2. своевременный (планово-предупредительный) ремонт оборудования;

3. модернизация оборудования.

Объектом ремонта является все оборудование, которым располагает предприятие, как основное производственное, так и вспомогательное. На небольших заводах ремонт всего разнообразного заводского оборудования выполняется одним общим ремонтным цехом и вся ремонтная служба сосредо­точена в отделе главного механика.

На крупных заводах ремонт оборудования всех цехов производится ремонтно-механическим цехом и ремонтными отделениями (базами) произ­водственных цехов: ремонт электрооборудования — электроремонтным це­хом; ремонт зданий и санитарно-технических устройств — ремонтно-строи­тельным цехом.

Если в составе завода не предусмотрен отдельный электроремонтный цех (как это делается на небольших и средних заводах), то в ремонтно-механическом цехе предусматривается электротехническое ремонтное отделение; в этом случае механические работы, необходимые при ремонте элек­тротехнического оборудования, выполняются на станках ремонтно-механического цеха. Этот же цех на таких заводах производит и ремонт санитарно-технических устройств, а ремонт зданий выполняется хозяйственной ча­стью завода, имеющей для этой цели соответствующие бригады рабочих.

Ремонт оборудования производится по планово-предупредительной системе. Эта система заключается в том, что ремонт проводится в заранее установленные сроки после определенного количества часов работы каждой единицы оборудования. При такой системе ремонта станок не изнашивается до такой степени, что не может выполнять работу; своевременное устранение дефектов уменьшает износ частей станка, ускоряет выполнение ремонта, удешевляет его стоимость и удлиняет общий срок службы оборудования. При планировании работы производственных цехов необходимо учитывать вре­мя нахождения того или иного оборудования в ремонте.

Планово-предупредительная система ремонта включает в себя периоди­чески выполняемые виды работ, а именно: межремонтное обслуживание, промывку, смену и пополнение масла, проверку точности, осмотр, малый и средний ремонты, капитальный ремонт.

Межремонтное обслуживание предусматривает устранение мелких неисправностей и регулирование механизмов, а также наблюдение за выполнением правил эксплуатации оборудования. Межремонтное обслужи­вание выполняется рабочими, обслуживающими агрегаты, и дежурным пер­соналом ремонтной службы цеха во время перерывов в работе агрегата Межремонтное обслуживание автоматических линий осуществляется налад­чиками и операторами ежесуточно (иногда — реже) в нерабочую смену или при работе в три смены — на стыке двух смен.

Выполнение всех видов ремонтных работ распределяется между ремонтно-механическим цехом и ремонтными отделениями (базами) производственных цехов в зависимости от размера предприятия и характера произ­водства; в связи с этим устанавливается та или иная форма организации производства ремонтных работ: централизованная, децентрализованная, смешанная.

Централизованная форма организации предусматривает вы­полнение всех видов ремонтных работ, а также модернизацию оборудования силами ремонтно-механического цеха, находящегося в ведении главного механика завода. Такая форма организации применяется на заводах, где каждый цех имеет оборудование не более 500 ремонтных единиц.

При децентрализованной форме организации все виды ремонтных работ, включая капитальный ремонт, а также модернизацию оборудования, выполняются цеховыми ремонтными базами под руководством механика цеха. Эта форма организации ремонта применяется на заводах, цехи которых имеют оборудование свыше 800 ремонтных единиц. В этом случае ремонтно-механический цех завода изготовляет сменные детали (ко­торые не могут быть выполнены цеховыми ремонтными базами) и запасные детали для кладовых запасных деталей, производит восстановление деталей, капитальный ремонт отдельных наиболее трудоемких и сложных агрегатов.

При смешанной форме организации все виды ремонтных работ, кроме капитального, производят цеховые ремонтные базы, а капитальный ремонт (а иногда и средний), а также и модернизацию оборудования произ­водит ремонтно-механический цех. Такая форма организации ремонтных работ применяется на заводах, цехи которых имеют оборудование от 500 до 800 ремонтных единиц.

5.2 Состав ремонтно-механического цеха

В состав ремонтно-механического цеха входят основные и вспомога­тельные отделения, служебные и бытовые помещения.

Основные отделения:

• демонтажное (разборочно-промывочное)

• заготовительное

• механическое (станочное)

• слесарно-сборочное

• кузнечное

• сварочное

• термическое

• трубопроводное

• жестяницко-медницкое

• котельное

• восстановления деталей (наплавкой, металлизацией, хромирова­нием)

• электроремонтное

• испытательное

• окрасочное и др.

Вспомогательные отделения и склады: склад металла, склад запасных частей, промежуточный склад, инструментально-раздаточная кладовая, заточная мастерская, экспедиция и др.

Служебные и бытовые помещения: контора цеха гардеробная, уборные, умывальные, душевые, комнаты для принятия пищи и др.

Состав основных и вспомогательных отделений может меняться в за­висимости от производственной мощности завода и объема ремонтных работ, выполняемых цехом.

В небольших ремонтно-механических цехах некоторые отделения объе­диняются, а в крупных, наоборот, их делают самостоятельными.

5.3 Определение производственной программы цеха

Исходным материалом для проектирования ремонтно-механического цеха является ведомость оборудования, обслуживаемого ремонтом, с ука­занием его технической характеристики (тип, основные размеры, мощность, ремонтная сложность и т. д.). На основании этих данных составляется про­грамма работы цеха, выраженная трудоемкостью ремонтных работ.

Трудоемкость ремонтных работ, т. е. количество часов станочной, сле­сарной и прочих работ, необходимое для производства ремонта, зависит от вида и характера ремонтных работ, вида ремонтируемого оборудования, его размеров и сложности конструкции. Трудоемкость того или другого вида ремонта по каждому объекту устанавливается при проектировании ремонтно-механических цехов на основании практических данных. Она может быть выражена:

• непосредственно в часах, определяющих затрату времени на станоч­ные и слесарные работы при выполнении какого-либо вида ремонта по каж­дому объекту; такой способ применяется только при расчете небольших це­хов;

• числом условных единиц, принятым в зависимости от ремонтной сложности объекта; при этом за условную единицу принимается установлен­ная трудоемкость в часах для каждого вида ремонтной работы какого-либо механизма, принятого за эталон. Эта условная единица называется единицей ремонтной сложности, или ремонтной еди­ницей.

Сопоставляя сложность ремонта того или другого оборудования со слож­ностью ремонта механизма, принятого за эталон, устанавливают для каждо­го объекта число единиц ремонтной сложности, которое обозначает соот­ветствующий номер категории ремонтной сложности данного объекта.

6 Литейный цех

6.1 Виды литейных цехов

Литейные цехи разделяются по следующим признакам:

• По роду металла — литейные серого чугуна (чугунолитейные), ковкого чугуна, стального литья (фасонно-сталелитейные), цветного литья.

• По размеру годового выпуска (производственной мощности) — ма­лой, средней, большой мощности.

• По развесу выпускаемых отливок — мелкого, среднего, крупного, тяжелого, особо тяжелого литья.

• По степени механизации — с малой, средней, полной механи­зацией.

Чугунолитейные цехи, кроме того, можно подразделить по их назначе­нию на следующие виды:

5. Чугунолитейные при машиностроительных заводах единичного или серийного производства; характер литья определяется продукцией завода; размеры литейной — размером его производства; формовка производится частью вручную (крупные и средние детали), частью на машинах (мелкие детали); другие производственные процессы и транспорт в той или иной степени механизированы — такие литейные называются универсальными.

6. Специализированные чугунолитейные при машиностроительных за­водах массового производства (автомобильного, тракторного, сельскохозяй­ственного машиностроения и др.); все производственные процессы и транс­порт полностью механизированы; выпуск продукции очень высокий.

7. Чугунолитейные центральные, которые являются самостоятельными заводами и снабжают литьем заводы разных или, чаще, определенных от­раслей машиностроения; производительность выражается в нескольких десятках тысяч тонн готовых отливок в год (50-100 тыс. т); производственные процессы механизированы

8. Чугунолитейные мелкие при небольших заводах литейные подсобного и ремонтного характера; характер литья разнообразный; масштаб производства незначительный; производственные процессы выполняются вручную и частично механизированы.

Так как центральные чугунолитейные большого масштаба в экономи­ческом отношении наиболее выгодны, то целесообразно объединять их для нескольких заводов однородного производства, за исключением случаев когда каждый из них в отдельности нуждается в литейной больших размеров. Выгодность чугунолитейных большого масштаба заключается в том, что благодаря значительному объему выпуска продукции производ­ственные процессы (приготовление формовочных материалов, изготовление стержней, формовка, очистка и обрубка литья, транспорт жидкого чугу­на, материалов, отливок и т. д.) можно вести механизированным способом; при этом дорогостоящие механизмы наиболее рационально используются в отношении их технических возможностей и загрузки. Кроме того, бла­годаря применению высокопроизводительных механизмов требуется зда­ние меньших размеров, что уменьшает его стоимость и эксплуатационные расходы; при этом лучше используются площади цеха, резко повышается производительность труда. В результате себестоимость отливок умень­шается.

С другой стороны, машиностроительные заводы, получая от центра­лизованных чугунолитейных цехов (заводов) отливки с минимальными припусками и более чистыми поверхностями (полученными за счет приме­нения передовых технологических процессов литья), имеют возможность снизить трудоемкость механической обработки изделий.

Так как чугунолитейные большого масштаба являются более рента­бельными, то целесообразнее одной такой чугунолитейной обслуживать несколько заводов; следовательно, проектирование в составе каждого ма­шиностроительного завода чугунолитейного, а тем более сталелитейного цеха не обязательно.

6.2 Состав литейных цехов

Литейные цехи имеют следующие отделения, склады, служебные и бытовые помещения:

• производственные отделения — формовочно-заливочное, стержневое, плавильное, землеприготовительное, обрубное (очистное);

• вспомогательные отделения — отделение подготовки формовочных ма­териалов, ремонтное отделение (цеховой механик), ковшовое, каркасное, экспресслаборатория;

• склады — шихтовых материалов, топлива, флюсов, огнеупорных ма­териалов, формовочных материалов, опок, готовых отливок и слитков, моделей для текущего производства, вспомогательных материалов, ин­струмента, приспособлений;

• служебные помещения — контора цеха, помещения для инженерно-технического персонала и др.;

• бытовые помещения— гардеробная, умывальные, душевые, уборные, помещения для принятия пищи и пр.

7 Кузнечный цех

7.1 Виды и состав кузнечных цехов и производственная программа

Кузнечные цехи различаются:

• по виду производства, которое может быть единичным, мелкосе­рийным, крупносерийным и массовым;

• по производственной мощности — годовому выпуску продукта:. цеха, т;

• по технологии изготовления поковок: свободная ковка на молота: и ковочных прессах, штампование на молотах, горизонтально-ковочных машинах, автоматах, механических ковочных прессах и т. д.;

• по наибольшему весу поковки или штамповки.

• Кроме того, кузнечные цехи по назначению можно разделить на сле­дующие виды:

• кузнечно-штамповочные при машиностроительных заводах; харак­тер продукции их определяется видом машиностроения — автомобиле­строение, двигателестроение, тяжелое машиностроение и т. д.;

• кузнечно-штамповочные массового производства; изготовление ме­тизов, железнодорожных накладок, слесарно- и деревообрабатывающего инструментария, предметов широкого потребления и т. д.;

• подсобные при заводах для изготовления мелких поковок для основного производства, для инструмента, а также для ремонта заводского обо­рудования.

В состав машиностроительных заводов входят кузнечные цехи первого вида (для крупных заводов) и третьего (для средних и малых заводов).

Часто машиностроительные заводы не имеют больших кузнечных це­хов, так как для производства крупных поковок требуется мощное и дорогостоящее оборудование, которое не может быть достаточно загружено продукцией данного завода. Такие заводы изготовляют для своих нужд только мелкие поковки, имея в своем составе кузницу третьего вида, круп­ные же поковки заказывают на больших машиностроительных заводах, имеющих мощные кузнечные цехи, изготовляющие крупные поковки другим предприятиям в порядке кооперирования.

В кузнечных цехах единичного и мелкосерийного производств при­меняется главным образом свободная ковка на молотах и ковочных прес­сах: штампование применяется мало. В кузнечных цехах серийного, круп­носерийного и массового производств применяется преимущественно штам­повка и высадка.

Кузнечные цехи состоят из следующих отделений и вспомогательных помещений:

4. производственные отделения — заготовительные, свободной ковки, штамповочное (иногда ковочно-штамповочное), терми­ческое, травильное, очистное; вспомогательные отделения — инструментально-тамповочное, ремонтно-механическое (цехового механика), насосно-транс-форматорное;

5. склады — металла, заготовок, межоперационные, готовой про­дукции, вспомогательных материалов; кладовые штампов, инструмента, Опасных частей оборудования;

6. служебные и бытовые помещения — аналогично другим цехам.

Производственная программа, на основании которой ведется проектирование цеха, может быть задана:

7. в весовом выражении основной продукции и запасных частей с подразделением на поковки и штамповки;

8. в виде спецификации деталей с указанием их потребного количест­ва, веса каждой детали и общего веса их годового выпуска.

В том и другом случае в программе должна быть указана потребность, поковках и штамповках (т.) для нужд своего завода и для других заводов-заказчиков (если таковые имеются).

Если производственная программа задана в весовом выражении, про­ектирование ведется методом укрупненных расчетов; если же программа задана количеством и весом деталей определенной номенклатуры, проектирование ведется методом детальных расчетов (при таком выражении программы также возможно проекти­рование методом укрупненных расчетов).

7.2 Оборудование кузнечных цехов

Основными способами производства кузнечных работ являются следую­щие: свободная ковка на молотах и ковочных прессах, ковка в штампах, ковка па ковочных машинах, автоматах, прокатка на ковочных вальцах, высадка. Ручная ковка применяется только для мелких и ремонтных работ и в небольших кузнечных мастерских.

Для работ в кузнечных цехах применяются молоты разных типов: паро­воздушные, приводные пневматические и механические (рессорные и фрик­ционные с доской и ремнем и прессы: механические ковочные, штамповочно-калибровочные, чеканочные, обрезные, фрикционные, а также горизон­тально-ковочные машины, автоматы и полуавтоматы, ковочные вальцы.

Ковка в штампах производится на молотах разных типов в зависимос­ти от рода производства: на паровоздушных — при крупных и средних поковках; на фрикционных с доской или ремнем — при мелких поковках. Ковка в штампах применяется при серийном и массовом производствах, когда одни и те же поковки изготовляются в большом количестве. Ковка в штампах и особенно штампование благодаря преимуществам перед свободной ковкой получили большое применение. К числу преимуществ надо отнести следующие:

4. повышение качества поковки в отношении однородности структуры металла и прочности изделия;

5. более высокую производительность;

6. точность изготовления поковки (в некоторых производствах изде­лие идет без дальнейшей механической обработки или с очень малой обра­боткой);

7. уменьшение расхода металла и лучшее его. использование;

8. уменьшение расхода топлива;

9. возможность применения рабочей силы более низкой квалификации;

10. удешевление себестоимости изделия.

Работа горизонтально-ковочной машины заключается в осаживании металла (прочность материала благодаря расположению волокон соот­ветственно конфигурации изделия значительно повышается); на таких машинах могут изготовляться поковки самых разнообразных форм.

Парогидравлические прессы применяются при изготовлении крупных поковок, а также заготовок из слитков для средних поковок, обрабатывае­мых на молоте.

При проектировании кузнечных и кузнечно-прессовых цехов выбираются наиболее производительное и автоматизированное технологиче­ское, грузоподъемное и транспортное оборудование, применять индукцион­ные нагреватели (вместо пламенных печей), автоматизировать горение в ма­зутных и газовых печах, предусматривать надежный отвод от печей про­дуктов сгорания и т. д.

Типы и мощность оборудования подбираются на основе разбивки поковок по группам. Такая разбивка делается в зависимости от характера и веса изделий, в каждом отдельном случае, на разное число групп.

• Кузнечный, кузнечно-штамповочный, кузнечно-прессовый цехи обо­рудуются различными подъемно-транспортными устройствами в соответст­вии с технологическим процессом, характером изготовляемых поковок и применяемого оборудования; в этих цехах применяются электрические „остовые краны, балочные краны, подвесные шаржир-машины, консоль­ные поворотные краны, монорельсовые подвесные пути с тельферами рольганги, конвейеры, ширококолейные железнодорожные пути, электро-лафеты для передачи поковок из одного пролета в другой по рельсовым путям, напольные рельсовые или безрельсовые загрузочные машины для загрузки и выгрузки металла из печей и подачи его к прессам, манипуля­торы для передвижения и поворотов поковок в процессе их изготовления под прессами и т. д.; для перевозки и погрузки грузов также применяют электропогрузчики и автопогрузчики, тягачи с прицепами, электрические и автотележки.

8 Термический цех

8.1 Виды и состав термических цехов, их производственная программа

Термические цехи (или отделения) по назначению делятся следующим образом:

7. для обработки поковок и отливок, называемые «первыми» термиче­скими цехами (отделениями);

8. для обработки деталей, прошедших механическую обработку, назы­ваемые «вторыми» термическими цехами (отделениями);

9. для обработки инструментов;

10. для обработки штампов.

Обычно два последних вида термических цехов являются отделениями инструментальных пли штамповых цехов или одним объединенным от­делением при инструментальном цехе для термической обработки ин­струментов и штампов. Кроме того, термическое отделение бывает при ремонтно-механическом цехе.

В состав термического цеха входят производственное и вспомогатель­ные отделения, служебные и бытовые помещения.

Производственное отделение разбивается на участки, предназначенные для определенных операций термической обработки или для определенных деталей.

В состав вспомогательных отделений входят склады деталей, поступаю­щих на термическую обработку, межоперационные склады, склады готовых деталей, вспомогательных материалов, приспособлений, трансформатор­ные подстанции.

Годовая производственная программа, а также методы дальнейших расчетов устанавливаются в зависимости от принятого метода проектиро­вания — укрупненного или детального.

При укрупненном проектировании годовая про­грамма цеха определяется выпуском годного (т. е. годной продукции цеха) в весовом выражении, включающем вес основных деталей и вес запасных частей; к выпуску годного прибавляется допускаемый процент возможного брака. В результате определяется общая годовая программа цеха (с уче­том запасных частей и брака), выраженная в тоннах.

При этом методе проектирования вес деталей, подлежащих термиче­ской обработке, принимается (по практическим данным для разных видов машин) в определенном процентном отношении от общего веса всех деталей машин данных видов; эти величины для разных видов машин принимают по практическим данным: так, например, в производстве автомобильных и тракторных двигателей вес термически обрабатываемых деталей состав­ляет примерно 40—50% от общего веса двигателя. К установленному таким образом весу деталей, подлежащих термической обработке (в год), при­бавляется вес деталей, идущих в виде запасных частей и в брак. Окончательно установленный вес деталей, подлежащих термической обработке, распределяется в процентном отношении по операциям (по практическим данном) и устанавливается кратность нагрева; таким образом определяет­ся годовой вес деталей по каждой основной тепловой операции.

При детальном проектировании составляется спецификация термически обрабатываемых деталей по годовой производственной программе и на каждую деталь разрабатывается технологический про­цесс термической обработки. В технологических картах указываются опе­рации в порядке их выполнения, применяемое оборудование (печи и др.) с его характеристикой, приспособления, режим обработки (температура, длительность процесса), охлаждающая среда и ее температура, производи­тельность оборудования.

8.2 Оборудование термических цехов

Печи для термической обработки различаются:

9. по назначению, т. е. по виду тепловой операции, для которой пред­назначается печь

10. по роду применяемого топлива или энергии;

11. по конструктивным особенностям.

Выбор типа печи зависит от характера и размеров производства, при­меняемого топлива и рода тепловой операции. Наибольшими преимущест­вами обладают электрические печи, далее следуют газовые, затем — рабо­тающие на жидком топливе и, наконец, печи, работающие на твердом топливе.

Применяемые типы печей:

• для отжига: немеханизированные камерные печи; шахтные (газовые и электрические); с выдвижным подом; непрерывного действия (толкательные), работающие на топливе всех видов; туннельные, работаю­щие на газе и мазуте; электрические печи элеваторного типа; вакуумные печи (для отжига деталей из магнитных сплавов, титана и др.);

• для нормализации: немеханизированные камерные печи; шахтные; с выдвижным подом; непрерывного действия (толкательные, с вращающимися роликами, карусельные); топливо всех видов;

• для закалки: печи всех типов в зависимости от размеров на­греваемых деталей, производственной программы, организационной формы производства, температуры нагрева; топливо всех видов; для печей непре­рывного действия (конвейерных, толкательных) применяются конвейеры или элеваторные закалочные баки, входящие в состав всего печного агрегата;

• для отпуска: электрические печи немеханизированные — ка­мерные; механизированные непрерывного действия (толкательные, кон­вейерные, с вращающимися роликами, с подвесным конвейером); печи шахтные; печи-ванны (газовые) — свинцовые, соляные, масляные;

• для цементации твердым карбюризатором: печи немеханизированные камерные (топливо всех видов); печи непре­рывного действия (толкательные), карусельные с вращающейся ретортой (топливо — газ, мазут, иногда электронагрев);

• для газовой цементации: электрические печи — шахт­ные, вертикальные, муфельные, печи с вращающейся ретортой и непре­рывного действия; муфельные — мазутные, газовые, электрические;

• для газового цианирования: электрические и газо­вые печи, камерные муфельные; горизонтальные; шахтные; печи непре­рывного действия муфельные;

• для жидкостного цианирования: печи-ванны неме­ханизированные мазутные, газовые, электрические; печи-ванны механизи­рованные с подвесным конвейером; топливо — газ (иногда мазут);

• для обработки при температуре ниже 0°: реф­рижератор и камеры-охладители.

Для закалки деталей применяются

• закалочные немехани­зированные баки;

• механизированные баки с конвейерами, элеваторами, подъемниками;

• пневматические закалочные прессы;

• пневматические за­калочные машины с вращением закаливаемых деталей

• другие машины.

Для выполнения комплексно нескольких тер­мических операций при обработке деталей массового и крупно­серийного производства применяют специальные агрегаты, состоящие из нескольких видов оборудования (печи, закалочные баки, моечные машины и др.), устанавливаемых один за другим в порядке последовательности операций. Такие агрегаты часто состоят из закалочной печи конвейерного или толкательного типа, конвейерного закалочного бака и отпускной печи с толкателем или конвейером, устанавливаемых в одну линию.

Для очистки поковок и отливок применяются очистные бара­баны, дробеструйные установки; для очистки деталей и инструментов -дробеструйные аппараты.

Для травления в кислотных растворах применяются травиль­ные; промывные или нейтрализационные баки, механизированные травиль­ные установки.

9 Основные сведения по технологическому проектированию автоматических станочных линий. Технологический процесс, оборудование и устройство

Стремление повысить производительность труда, облегчить условия работы на металлорежущих станках и расширить возможности многоста­ночного обслуживания приводит к необходимости создания специальных механизмов и приспособлений, заменяющих вспомогательные ручные дейст­вия рабочих.

Многие из них просты, другие, наоборот, представляют собой слож­ные устройства или целые установки в виде станков-комбайнов, выполняю­щих разнообразные работы не только по обработке деталей, но и по конт­ролю, транспортированию и т. п.

Современное направление развития автоматизации технологических процессов — это создание комплексных автоматических линий, цехов и заводов с непрерывным производственным потоком, полностью исключаю­щих применение ручного труда.

Одновременно с работами в этом направлении широко развивается автоматизация отдельных узлов универсальных и других станков, осуществ­ляемая посредством специальных механизмов для автоматического вклю­чения подачи суппорта, быстрого подвода к заготовке и отвода от нее режущего инструмента, быстрого отвода каретки, автоматической загрузки станка, автоматического контроля в процессе работы и т. д. Механизмы такого рода часто могут изготовить сами заводы.

Комплексная автоматизация производственного процесса в виде авто­матических линий станков, автоматических цехов и заводов является наи­более прогрессивным современным достижением технологии и организации производства.

Автоматические линии представляют собой систему устройств, со­стоящую из группы взаимосвязанных между собой синхронно работающих станков, транспортных механизмов и приборов, посредством которых согласованно, в определенной последовательности и в установленное соответствующими режимами для каждой позиции время, без участия рабочих выполняются операции технологического процесса по обработке исходного материала или заготовок (или по сборке изделий, перемещению или перебазированию полуфабриката и контролю в процессе обработки).

В массовом производстве, как отмечалось выше, применяются два различных принципа осуществления технологического процесса:

9. первый принцип предусматривает дифференциацию технологического процесса на элементарные операции;

10. второй принцип заключается в концентрации операций технологического процесса.

Второй принцип применяется в автоматических поточных линиях чаще, чем первый, так как он дает наибольшую технико-экономическую эффективность.

В зависимости от назначения, характера технологического процесса, степени автоматизации автоматические линии имеют разнообразную струк­туру и различное конструктивное оформление.

Исходный материал может вводиться в автоматическую линию, а готовое изделие сходить с линии штучными заготовками, порциями (по весу или объему) и непрерывно.

При проектировании автоматических линий основными факторами, определяющими характер необходимого оборудования, инструментов и устройств, являются:

11. количество деталей, подлежащих обработке в год;

12. наиболее рациональный технологический процесс обработки детали;

13. форма и размеры детали и ее поверхностей, подлежащих обработке;

14. материал, из которого изготовляется деталь, и масса (вес) детали;

15. припуск на подлежащих обработке поверхностях детали;

16. технические условия и качество обработки детали.

Исходя из характера изготовляемой детали, разрабатывают возмож­ные варианты технологического процесса, на основе которых устанавли­вают наиболее целесообразную последовательность операций и наиболее рациональные методы обработки, базовые поверхности, способы фиксации и зажатия при установке детали.

Режимы обработки устанавливаются в зависимости от рода материала детали, ее жесткости, размеров обрабатываемых поверхностей и такта работы линии.

Автоматические линии применяются для обработки цилиндрических деталей (валов, втулок, колец), корпусных деталей (блоков цилиндров, коробок передач), зубчатых колес, деталей сложной конфигурации, дета­лей из листового материала и др.

В зависимости от характера применяемого оборудования автомати­ческие линии могут быть разных видов:

• линии универсальных станков, состоящих из однотипных и разнотип­ных станков;

• линии специальных станков, состоящих только из специальных или из специальных и универсальных станков;

• линии агрегатных станков, предназначаемые обычно для обработки корпусных деталей (блоков и головок цилиндров для автомобильных двигателей, коробок передач и т. п.);

• станки-комбайны, представляющие собой автоматическую линию, осу­ществленную в виде одного станка, выполняющего ряд последовательных операций обработки определенной детали;

• линии автоматического производства с полным циклом изготовления деталей включающим агрегаты для литья и термической обработки, приборы для контроля и сортировки, устройства для окраски и упаковки ( автоматические заводы для изготовления поршней, поршневых колец, и др.)

В состав линий для механической обработки деталей большей частью входит следующее оборудование и устройства:

11. металлорежущие станки, автоматы и агрегаты для выполнения технологических операций;

12. механизмы для фиксации и зажатия изготовляемой рабочих позициях в требуемом для обработки положении;

13. устройства для транспортирования детали от станка к станку и для возврата приспособлений-спутников к месту их загрузки;

14. механизмы для поворота детали, если это требуется по характеру обработки;

15. устройства для загрузки деталей и устройства (магазины, бункеры) для накопления деталей и питания последующих участков линии;

16. устройства для удаления стружки;

17. приборы и аппаратура для контроля и сортировки деталей;

18. аппаратура управления.

При выборе типов и определении количества станков следует стремить­ся к использованию возможно меньшего количества оборудования путем применения многоинструментных и многопозиционных станков, много­резцовых полуавтоматов и автоматов. В автоматических линиях из агре­гатных станков следует применять силовые многошпиндельные головки для одновременной двух- или трехсторонней обработки одной, двух и более одинаковых деталей.

При распределении технологических операций по отдельным позициям линии следует стремиться к тому, чтобы продолжительность работы инст­рументов на станках была примерно одинаковой; это необходимо для более полного использования инструментов. Выравнивание времени работы инструментов достигается разными способами: повышением и понижением режимов резания на лимитирующих операциях; расчленением длительных операций, на несколько частей, например сверление глубоких отверстий по частям, последовательно на нескольких позициях (на первой позиции сверлится часть длины отверстия, на второй— следующая часть и т. д.), двустороннее (встречное) сверление;' применением комбинированного ин­струмента и т. п.

Позиции в автоматических линиях, через которые проходит изготовляе­мая деталь, имеют разные назначения:

12. рабочие позиции служат для выполнения операции обработки;

13. контрольные позиции — для проверки правильности размеров, полу­чаемых после обработки;

14. холостые позиции — для поворота детали на определенный угол (90 180 ) при необходимости обработки ее с разных сторон;

15. позиции, обеспечивающие необходимые разрывы между станками, исходя из их габаритов и необходимости иметь площадь для обслужива­ния, наладки и ремонта станков;

16. позиции для очистки от стружки.

Подлежащая обработке деталь, подойдя к рабочей позиции фикси­руется на базовой поверхности, закрепляется и обрабатывается; после обработки она перемещается на следующую позицию.

Количество позиций (операций) устанавливается при разработке тех­нологического процесса в зависимости от характера обработки и применяе­мого оборудования, количества одновременно используемых инструментов, необходимости контрольных операций и ряда других технологических факторов.

При распределении и концентрации операций по позициям необходимо обеспечить синхронность работы по отдельным операциям, удобное обслу­живание и наблюдение, требование жесткости системы станок — инстру­мент — деталь, возможность полного удаления стружки.