План лекції1. Етапи науково-технічної підготовки виробництва та їх загальна характеристика.2. Структура технологічного процесу виготовлення виробів і конструкцій.3. Вихідні дані для проектування технологічних процесів.4. Послідовність проектування технологічних процесів.5. Особливості проектування технологічних процесів у різних типах виробництва.6. Методи проектування технологічних процесів.7. Техніко-економічні характеристики і показники сучасних виробів і конструкцій.
1. Етапи науково-технічної підготовки виробництва та їх загальна характеристика.Для здійснення будь-якого процесу необхідно провести певну підготовку по забезпеченню виробництва необхідною нормативною документацією, оснащенням та налагодженню всіх підсистем, взаємодія яких забезпечить випуск готової продукції.Основним етапом підготовки є:(наукова підготовка, яка ставить за мету дослідження існуючих аналогів предметів виробництва. Орієнтація на випуск вже існуючих виробів не має сенсу, оскільки така продукція на ринку не буде конкурентноспроможною. Виробник повинен орієнтуватись на нову продукцію з кращими якісними показниками. Саме для цього проводяться наукові дослідження, в результаті яких виявляються негативні або недостатні якості існуючих предметів праці і пропозиції споживачів на ринку збуту. На цьому етапі формуються вимоги щодо вдосконалення аналогів, робляться необхідні економічні прогнозні розрахунки щодо якісних показників та масштабів виробництва;(конструкторська підготовка ставить за мету розробку конструкторської документації (креслень) або технічних вимог на продукцію у відповідності до рекомендацій, які отримані в результаті наукової підготовки виробництва. Конструкторська підготовка регламентована Єдиною системою конструкторської документації (ЄСКД) і виконуються у три стадії:1. розробка технічного завдання на виріб (продукцію);2. розробка технічного проекту;3. розробка робочого проекту.(технологічна підготовка виробництва регламентована системою державних стандартів, яка має назву - Єдина система технологічної підготовки виробництва (ЄСТПВ). Ця система передбачає широке застосування прогресивних типових технологічних процесів, стандартного технологічного устаткування та оснащення, засобів механізації і автоматизації виробничих процесів, інженерно-технічних та управлінських робіт. ТПВ повинна забезпечити повну технологічну готовність підприємства виготовляти продукцію згідно з заданими техніко-економічними показниками. Повна технологічна готовність - це наявність на підприємстві повного комплекту необхідної технологічної документації і засобів технологічного оснащення і засобів, які забезпечують виробництво якісних виробів. ТПВ включає розв'язання багатьох задач, які можна згрупувати за такими основними функціями:- забезпечення технологічності конструкції виробу;- розробка технологічних процесів;- проектування та виготовлення засобів технологічного оснащення.Центральне місце в ЄСТПВ займає розробка технологічних процесів, яка може здійснюватись у масштабах країни на деталі загального призначення або галузі, на галузеві деталі підприємства.(організаційна підготовка виробництва ставить за мету вирішення всіх організаційних питань, пов'язаних з розміщенням у просторі засобів виробництва, розташуванням трудових ресурсів, налагодженням системи матеріально-технічного постачання, енергопостачання, інструментального забезпечення, межопераційного та міжцехового транспорту, організацією ремонтів, складів, збуту тощо.Усі перелічені складові науково-технічної підготовки можуть здійснюватись:1. неавтоматизованими засобами, тобто вручну;2. автоматизованими, тобто застосуванням окремих систем автоматизації, наприклад САП, САПТ ТП і т. ін.3. автоматичними - в комплексних інтегрованих системах - майже без участі людей і відсутності паперової документації.
2. Структура технологічного процесу виготовлення виробів і конструкційНайбільш розвинена структура технологічних процесів у машинобудуванні, де вони можуть складатися з таких частин: лиття, формування, гальванопластика, обробка різанням, тиском, термічна і хіміко-термічна обробки, електрофізична, електрохімічна обробка, нанесення покрить, зварювання, паяння, клепання, загальне складання, ремонт, контроль якості.Кожна з цих частин може складатись з однієї або декілька дрібних частин: операцій, установ, переходів і ходів.Технологічна операція - закінчена частина технологічного процесу, яка виконується на одному робочому місці і охоплює всі послідовні дії робітника (або групи робітників) і верстата по обробці заготовки (однієї або кількох одночасно).При виконанні операції заготовка може закріплюватися, перезакріплюватися, змінюючи своє положення. Закінчена частина технологічної операції, що виконується при незмінному закріпленні оброблюваної заготовки називається установом.Частина операції, що виконується над однією поверхнею одними і тими ж засобами технологічного оснащення при постійних технологічних режимах і установі, називається технологічним переходом.Закінчена частина технологічного процесу, котра при одноразовому переміщенні інструмента відносно заготовки змінює її форму, розміри, шорсткість поверхні або властивості, називається робочим ходом. Частина технологічного переходу, пов'язана з переміщенням інструменту відносно заготівки без будь-яких змін його стану, називається допоміжним ходом.Інтервал календарного часу від початку до кінця періодично повторюваної технологічної операції (незалежно від кількості одночасно виготовлених виробів) називається циклом технологічної операції.
3. Вихідні дані для проектування технологічних процесівТехнологічний процес розробляють при проектуванні нових і реконструкції існуючих виробничих структур: дільниць, цехів та заводів, а також при організації виробництва нових об'єктів на діючих структурах, крім того, коригування існуючих або розробка нових технологічних процесів має місце в діючих структурах при випуску вже освоєної продукції, що викликається безперервним поточним удосконаленням об'єктів виробництва і необхідністю систематичного використання та впровадження в діюче виробництво найновітніших досягнень науки, техніки і раціоналізаторських пропозицій.Початкову інформацію, що необхідна для проектування чи вдосконалення технологічних процесів умовно можна поділити на базову, керуючу і довідкову.Базова інформація включає відомості, що містять в конструкторській документації на вироби та програму випуску.Керуюча інформація містить вимоги галузевих і державних стандартів до технологічних процесів та методів управління ними, а також стандартів на обладнання та оснащення, документації на діючі технологічні процеси, класифікаторів техніко-економічної інформації, виробничих інструкцій, матеріалів за вибором технологічних нормативів, документації з техніки безпеки та промислової санітарії.Довідкова інформація має за джерело технологічну документацію дослідного виробництва, опис прогресивних методів виготовлення, каталоги, паспорти, довідники, альбоми компонування прогресивних засобів технологічного оснащення, планування виробничих дільниць, методичні матеріали з управління технологічними процесами.Основою для розробки технологічного процесу є типовий або груповий технологічний процес. Якщо таких немає, то за основу беруться діючі технологічні процеси виготовлення аналогічних виробів.Залежно від умов, для яких проектують технологічний процес, потреба у початковій інформації може бути різною. Мінімальної кількості початкових даних вимагають технологічні розробки, призначені для проектування нових структур.Обов'язковий мінімуму для даних такий: ринкова потреба у виробах, робочі креслення виробів, специфікація деталей по кожному з виробів, опис конструкцій виробів, технічні умови на виготовлення та здачу виробів.Проектуючи технологічні процеси для діючих підприємств або для тих, що реконструюються необхідно, крім перерахованого вище, мати інформацію про наявність обладнання, площі, види енергії та інші місцеві виробничі умови. При проектуванні та коригуванні технологічних процесів механічної обробки в діючому виробництві можливості технолога можуть виявитись обмеженими, наприклад, заданим виглядом початкової заготовки, конкретним обладнанням, мастильно-охолоджуючою рідиною тощо.
4. Послідовність проектування технологічних процесівРозробці технологічних процесів передує вхідний контроль конструкторської документації, групування виробів за конструктивно-технологічними ознаками, відпрацювання їх на технологічність, визначення типу та організаційної форми виробництва.Розробка технологічних процесів включає комплекс взаємопов'язаних етапів, що виконуються в такій послідовності: вибір заготовок і технологічних баз; добір типового технологічного процесу та визначення послідовності і змісту технологічних операцій; визначення, вибір і замовлення нових засобів технологічного оснащення, контролю й випробування; призначення та розрахунок режимів обробки й нормування процесу; визначення професій і кваліфікації виконавців; організація виробничих дільниць; вибір засобів механізації та автоматизації елементів технологічних процесів і внутрішньо цехових засобів транспортування; складання планів виробничих дільниць та розробка операцій переміщення виробів і відходів; оформлення робочої документації на технологічні процеси. Глибина проробки етапів залежить від типу виробництва складності виробу. Деякі етапи можуть збігатися з часом.
5. Особливості проектування технологічних процесів у різних типах виробництваТехнологія виготовлення деталей залежить від типу виробництва та прийнятої організації форми роботи. Різним типам виробництва притаманні різні методи обробки деталей, різні технологічне устаткування, оснащення і структура операцій. Усе це знаходить відображення в технологічній документації, що виробляється. Зі збільшенням програм зростають ступінь деталізації технологічного процесу й глибина його розробки. Наприклад, в одиночному і малосерійному виробництві намічається тільки маршрут обробки, який оформляється у вигляді маршрутного технологічного процесу. При цьому міжопераційні припуски та розміри, а також режим різання не вказуються. Обсяг операцій максимально можливий. В умовах обмеження технологічних можливостей інколи орієнтуються не на середню економічну, а на досяжну точність обробки з розрахунком на високу кваліфікацію робітника. Винятком є технологічні процеси обробки деталей на верстатах з ЧПК, де ступінь деталізації розробки документації досягає найбільш високого рівня у розрахунку на передачу всіх функцій управління обробкою керуючій програмі.У серійному виробництві на кожній операції чітко виділяють установи, позиції, переходи, припуски та режими різання. Технологічний процес оформляється в технологічних картах, схемах, інструкціях, згідно з якими виготовляються машина і деталі. Найбільш детальна розробка технологічних процесів застосовується в масовому виробництві, де кожен з елементів операції має велике значення і де незначна помилка технолога може призвести до браку або підвищення собівартості виготовлення деталей. У цьому разі при призначенні методів обробки обладнання орієнтуються тільки на середньоекономічну точність обробки, застосовуючи найбільш прогресивне технологічне обладнання та різальний інструмент.У не потоковому виробництві тривалість окремих операцій не має великого значення, головне - забезпечити високий рівень завантаження технологічного обладнання. Характерна особливість потокового виробництва - ритмічність операцій, синхронність роботи та короткий цикл виготовлення деталей. Для забезпечення цих умов необхідно тривалість операцій довести до величин рівних або кратних такту випуску.Такт випуску - це проміжок часу між виходом двох послідовних об'єктів виробництва.
6. Методи проектування технологічних процесівПід проектуванням розуміють процес складання опису, необхідного для створення в заданих умовах ще не існуючого об'єкту, на основі креслення цього об'єкту. Розрізняють проектування трьох видів: неавтоматизоване, автоматизоване, автоматичне.Неавтоматизоване проектування - проектування, при якому всі перетворення описів об'єкту, а також подання описів різними мовами здійснює людина. При автоматизованому проектуванні окремі перетворення описів об'єкту, а також подання описів різними мовами здійснюється взаємодією людини і ЕОМ. Автоматичне проектування - проектування, при якому всі перетворення описів об'єкту, а також подання описів різними мовами здійснюється без участі людини. При цьому об'єктами технологічного проектування можуть бути технологічні процеси, маршрути, операції, налагодження тощо.З точки зору принципів проектування розрізняють два методичних підходи. Перший базується на синтезуванні технологічного процесу на основі бази знань та прийняття рішень на рівні первинних субстанцій, другий - на основі використання типових технологічних процесів та комплексних рішень, що нагромаджені багаторічним досвідом виробництва.Синтезування технологічних процесів - досить складний, трудомісткий та важко формалізований процес, що вимагає глибоких знань, інтуїції, досвіду технолога. Проектування технологічних процесів на основі типових процесів не вимагає таких глибоких знань, легко формується та піддається автоматизації. Практично всі діючі системи автоматизованого та автоматичного проектування технологічних процесів основані на використанні типових технологічних рішень.
7. Техніко-економічні характеристики і показники сучасних виробів і конструкційДля оцінки рівня досконалості виробів і технології їх виготовлення застосовують техніко-економічні показники. Основними з них є: трудомісткість, енергоємність, собівартість, якість, екологічна чистота.Трудомісткість - це сумарні витрати часу у нормогодинах на виготовлення одиниці продукції: однієї тонни чавуну, однієї деталі, однієї машини, однієї тонни борошна, однієї тонни мінеральних добрив і т. ін.Від трудомісткості залежить ціна характеристик виробництва: кількість робочих місць, кількість робітників, кількість площ, енергії і, в решті решт собівартість.Чим менша трудомісткість, тим дешевший виріб (продукція). Звідси виникає тяжіння виробництва до безлюдних технологій.Матеріаломісткість - сумарні витрати матеріалів в одиницях маси на виготовлення одиниці продукції.Чим менша матеріаломісткість, тим дешевша продукція. Звідси виникає тяжіння виробництва до безвідходної або маловідходної технології.Енергоємність - сумарні витрати різних видів енергії в енергетичних одиницях на виготовлення одиниці продукції. Чим менші ці витрати, тим дешевша продукція. Звідси витікає тяжіння виробництва до енергозберігаючих технологій.Собівартість - сумарні витрати виробника в грошових одиницях на виготовлення одиниці продукції. Чим нижча собівартість, тим більше у виробника шансів реалізувати на ринку свою продукцію і отримати прибуток.Трудомісткість, матеріалоємність, енергоємність та собівартість залежать від рівня технології і аж ніяк не залежать від попиту на ринку.Якість - здатність продукції в найбільш повному обсязі задовольнити потреби людини. Якість оцінюється споживачем на ринку. Чим вище рівень якості, тим більше шансів у виробника щодо реалізації продукції та отримання прибутків. Крім того останнє пов'язане з рівнем платоспроможності споживача. Тому якість залежить як від рівня технології, так і від попиту на ринку.Екологічна чистота виробу або процесу його виготовлення - це властивість виробництва не порушувати світову гармонію, тобто не чинити шкідливого впливу на навколишнє середовище і здоров'я людини. Це загальнолюдська цінність, яка залежить тільки від рівня технології і ніяк не залежить від ринку.