Типы машиностроительного производства

Типы машиностроительных производств

В машиностроении различают три типа производства: массовое, серийное, единичное (ГОСТ 14.004-83). Отношение числа всех различных технологических опера­ций О, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест Р называют коэффициентом закре­пления операций

Кз.о.=О/Р

Коэффициент закрепления операций является одной из ос­новных характеристик типа производства.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируе­мых продолжительное время, в течение которого на большинст­ве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Для мас­сового производства Кзо = 1. Продукция массового производст­ва — изделия узкой номенклатуры и стандартного типа, выпус­каемые для широкого сбыта потребителю (автомобили, тракто­ры, электродвигатели и т.д.). Особенностями этого производства являются: расположение оборудования в технологической по­следовательности (по ходу ТП); выполнение каждой технологи­ческой операции осуществляется на предварительно налажен­ном оборудовании, которое не переналаживают для выполнения других операций; применение специального оборудования и иных специальных СТО.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значе­ния коэффициента закрепления операций различают крупносе­рийное, среднесерийное и мелкосерийное производства. Для крупносерийного производства 1 < Кз.о. £ 10, для среднесерийного 10 < Кзо £ 20, для мелкосерийного 20 < Кз.о. £ 40. Продук­цией серийного производства являются машины установившего­ся типа (металлорежущие станки, насосы, компрессоры, авиа­ционные двигатели и т.п.), выпускаемые в значительных коли­чествах.

В крупносерийном производстве оборудование располагают по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым ТП. Обработку заготовок выполняют на предва­рительно настроенных станках, в пределах технологических воз­можностей которых допустима переналадка для выполнения иных операций. Применяют специальные, специализированные и универсальные СТО (оборудование, инструмент и т.д.). Размер производственной партии в крупносерийном производстве обычно составляет несколько сотен деталей.

В среднесерийном производстве, обычно именуемом серий­ным, оборудование располагают в соответствии с последователь­ностью выполнения этапов обработки заготовок. За каждой еди­ницей оборудования закрепляют несколько технологических операций, для выполнения которых проводят переналадку обо­рудования. Применяют специализированные и универсальные СТО. Размер производственной партии — от нескольких десят­ков до сотен деталей.

В мелкосерийном производстве оборудование располагается по типам (участок токарных станков, участок фрезерных стан­ков и т.д.). Оборудование специально не настраивают для вы­полнения каждой технологической операции. Преимущественно применяют универсальные СТО. Размер производственной пар­тии обычно составляет несколько единиц.

Единичное производство характеризуется малым объемом вы­пуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусмотрено. Изделия выпускаются широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто индивидуально. Изготовление изделий либо совсем не по­вторяется, либо повторяется через неопределенные промежутки времени. Продукция единичного производства — машины, не имеющие широкого применения и изготовляемые по индивиду­альным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований (опытные образцы машин в различных отраслях ма­шиностроения, крупные гидротурбины, уникальные металлорежущие станки, прокатные станы и т.д.). Технологическое обору­дование располагают по типам. На рабочих местах выполняют разнообразные операции без их периодического повторения, для их выполнения оборудование специально не настраивают. Применяют универсальные (общего назначения) СТО.

Деление производства по типам относительно. На одном и том же предприятии, осуществляющем, например, серийный выпуск продукции, отдельные цехи могут работать в условиях крупносерийного или даже массового производства.

В машиностроении применяют два метода работы: поточный и непоточный. Поточный метод наиболее полно реализуется в одноименном производстве. Поточное производство характери­зуется расположением СТО в последовательности выполнения операций ТП и определенным интервалом выпуска изделий. Интервал времени, через который периодически производят вы­пуск изделий или заготовок определенных наименований, типо­размера и исполнения, называют тактом выпуска tд:

tд = 60Фд / N,

где Фд — действительный фонд времени в планируемом периоде (год, месяц, сутки, смена), ч; N — объем выпуска за этот же пе­риод, шт.

Действительный фонд времени работы оборудования учиты­вает потери времени на ремонт оборудования и этим отличается от номинального (календарного) фонда времени.

Номинальный годовой фонд времени работы оборудования составляет 2070 ч для работы в одну смену, 4140 ч для двух смен и 6210 ч для трех смен. Действительный годовой фонд времени работы оборудования для одной, двух и трех смен составляет со­ответственно 2030, 4015 и 5965 ч. Номинальный фонд времени для рабочих составляет 2070 ч, а действительный — 1860 ч (при 15-дневном отпуске).

При поточном методе основной организационной формой работы является поточная линия. В поточной линии на каждом рабочем месте выполняют одну технологическую операцию, а оборудование располагают по ходу ТП. На каждой линии про­изводят обработку отдельной детали (сборку отдельного изделия или его составной части). Если длительность операции на всех рабочих местах одинакова, то работа на линии выполняется с непрерывной передачей объекта производства с одного рабочего места на другое (непрерывным потоком). Достигнуть равенства штучного времени на всех операциях не удается. Это предопре­деляет технологически неизбежное различие загрузки оборудо­вания по рабочим местам поточной линии.

В общем случае условием организации потока является кратность времени выполнения каждой технологической опера­ции такту выпуска:

где tштi, — штучное время i-й технологической операции.

Приведение длительности операций к указанному условию называют синхронизацией. При выполнении синхронизации ино­гда возникает необходимость соответствующего расчленения ТП на операции и в некоторых случаях дублирования станков. По­точный метод в форме непрерывного потока характерен для массового и крупносерийного производств. При значительных объемах выпуска, соответствующих указанным типам производ­ства, в процессе синхронизации наиболее часто возникает необ­ходимость уменьшения длительности операций. Это достигается за счет дифференциации и совмещения во времени переходов, входящих в состав технологических операций. В массовом и крупносерийном производствах при необходимости каждый из технологических переходов может быть выделен в отдельную операцию, если будет выполнено условие синхронизации. За время, равное такту выпуска, с поточной линии сходит единица продукции. Производительность труда, соответствующая выде­ленному производственному участку (линии, участку, цеху), оп­ределяется ритмом выпуска. Ритм выпуска — количество изде­лий (или заготовок) определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемое в единицу времени. Обеспечение заданного ритма выпуска является важнейшей задачей при про­ектировании ТП массового и крупносерийного производств.

В серийном производстве организовать непрерывный поток изготавливаемых изделий часто невозможно из-за низкой за­грузки оборудования поточных линий в условиях небольших объемов выпуска. Кроме того, даже при массовом и крупносерийном производствах при большом различии штучного време­ни отдельные рабочие места могут иметь малую загрузку. В этих случаях применяют модификацию поточного метода, именуе­мую переменно-поточным методом.

При переменно-поточном методе за каждым станком линии (участка) закреплено по несколько операций для технологиче­ски однотипных деталей, запускаемых в производство попере­менно. В течение определенного периода времени (обычно не­сколько смен) на линии ведется обработка заготовок определен­ного типоразмера. Затем, линию переналаживают для обработки закрепленных за данной линией заготовок другого типоразмера СТО, например приспособления на переменно-поточных лини­ях постоянно закреплены на технологическом оборудовании. Приспособления конструируют так, чтобы в них можно было обрабатывать заготовки любых типоразмеров закрепленной группы. Это значительно сокращает время переналадки линии, которую обычно выполняют в перерыве между сменами. Распо­лагая оборудование по ходу ТП, получают движение деталей от одного рабочего места к другому, хотя и прерывистое (партия­ми), но поточное (прямоточное). Пропуская через группу рабо­чих мест (последовательность технологического оборудования) сменяемые партии деталей, получают непрерывно-поточное (в пределах одной партии) производство с поштучной передачей деталей от одного рабочего места к другому. Для повышения за­грузки оборудования в серийном производстве применяют мно­гономенклатурные поточные линии (переменно-поточные, групповые, предметно-замкнутые участки линий).

При групповой обработке на каждом рабочем месте линии одновременно выполняют несколько операций разных ТП. Это обеспечивается применением специальных многоместных при­способлений. При групповой обработке повышается загрузка оборудования, а линия работает без переналадки оборудования. Число деталей в группе обычно составляет 2…8. Переменно-по­точную и групповую обработку (сборку) выполняют на обычных и автоматических линиях.

Для обработки конструктивно и технологически сходных за­готовок применяют предметно-замкнутые участки. ТП обработ­ки этих заготовок имеют одинаковую структуру, однородные операции и одинаковую последовательность их выполнения и строятся на основе обобщения ТП изготовления деталей со сходными конструктивно-технологическими параметрами.

Поточный метод работы обеспечивает значительное сокра­щение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства, возможность примене­ния высокопроизводительного оборудования, снижения трудо­емкости изготовления изделий, простоту управления производ­ством.

В серийном производстве при построении технологических операций применяют как дифференциацию, так и концентра­цию технологических переходов. Структура операции формиру­ется в результате компромисса указанных принципов с учетом конкретных условий и методов работы. Применение поточного метода в серийном производстве требует, как правило, при по­строении операций приоритета дифференциации переходов.

При незначительных объемах выпуска, частых сменах вы­пускаемых изделий, а также невозможности использования по­точного метода применяют непоточный метод работы. Этот ме­тод используют в условиях серийного производства, он является наиболее характерным для мелкосерийного и единичного про­изводств. При непоточном методе работы строгого закрепления операций за конкретными рабочими местами не проводят, дли­тельность операций не синхронизируют по такту выпуска, на рабочих местах создают заделы заготовок (сборочных единиц), необходимые для обеспечения загрузки рабочих мест. При не­поточном методе работы стремятся на каждом рабочем месте осуществить максимальное технологическое воздействие на предмет труда, уменьшить число операций в ТП, строить техно­логические операции на основе концентрации переходов. Сте­пень концентрации возрастает по мере уменьшения объема вы­пуска.

Характеристики производства отражены в решениях, прини­маемых при технологической подготовке производства.

Типы машиностроительного производства

Характеристики машиностроительных производств

Машиностроительным производством называется производство с преимущественным применением методов технологии машиностроения при выпуске изделия.

Вид производства — классификационная категория производства, выделяемая по признаку применяемого метода изготовления изделия. Видами производства являются литейное, штамповочное, сварочное, механическое и т.д.

Тип производства — классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В машиностроении различают следующие типы производств: единичное, серийное (мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное), массовое 1, 18, 20, 27, 30, 32.

Единичное производство характеризуется выпуском деталей (изделий), повторное изготовление которых не предусматривается. В данном производстве используется универсальные средства технологического оснащения: станки, стандартный универсальный режущий инструмент, средства измерений (штангенинструменты, микрометры), технологическая оснастка (патроны, тиски с ручным проводом, универсально сборные приспособления (УСП).

Оборудование в цехе располагается по группам станков.

В качестве заготовок используется сортовой прокат; отливка, изготовленные методами литья в песчаные формы, в землю с ручной формовкой; поковки, получаемые свободной ковкой.

Разрабатывается маршрутное описание технологического процесса. Построение операций технологического процесса осуществляется по методу последовательной концентрации операций. Деталь передается на другой вид оборудования для дальнейшей обработки только в том случае, если данный метод обработки завершен полностью и полностью использованы технологические возможности станка.

Квалификация рабочих — высокая. Также высокая себестоимость изделия.

В серийном производстве выпуск деталей, изделий осуществляется периодически повторяющимися партиями. Периодом запуска партии в производство может быть декада, месяц, квартал, полугодие, год. В крупносерийном производстве возможен ежедневный или еженедельный запуск деталей в производство.

В качестве технологического оборудования используются специализированные станки: многорезцовые, револьверные, станки с ЧПУ. В мелкосерийном производстве возможно применение универсального оборудования; в крупносерийном — агрегатных станков, одношпиндеольных автоматов, многошпиндельных полуавтоматов.

Технологическая оснастка — переналаживаемые приспособления, универсально-наладочные приспособления, сборно-разборные приспособления. Возможно использование специальных приспособлений в крупносерийном производстве. Привод приспособлений в мелкосерийном производстве — ручной; в крупносерийном — механизированный.

В качестве средств измерений применяют стандартные калибры и шаблоны, а также возможно использование универсальных средств измерения.

Характер заготовок — сортовой прокат; отливки, получаемые методами литья в песчаные земляные формы с машинной формовкой, литья по выплавляемым моделям, литья в оболочковые формы, литья в кокиль (если размер партии заготовок приблизительно равен или кратен стойкости кокиля); поковки, штампуемые в открытых штампах.

В серийном производстве осуществляется дифференциация операций по группам станков. Возможны следующие принципы построение операций технологического процесса:

  • 1. Принцип последовательной концентрации операций (станки с ЧПУ, станки типа «обрабатывающий центр»).
  • 2. Принцип параллельно-последовательной концентрация операций (револьверные станки, многорезцовые станки, агрегатные станки).

В массовом производстве производится постоянный выпуск деталей (изделий) одного наименования, типоразмера и исполнения.

Для выполнения операций технологического процесса используют специальные станки для отдельных операций, копировальные, агрегатные, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, станки типа «обрабатывающие центры» с ЧПУ, автоматические линии на базе вышеуказанного оборудования. В отдельных случаях для выполнения элементарных операций возможно применение универсального и специализированного оборудования. Технологическая оснастка — специальные приспособления с использованием механизированных приводов; многоместные приспособления. Режущий инструмент и средства измерения — специальные.

В качестве заготовок используют прокат специального профиля; отливки, получаемые литьем в кокиль, центробежным литьем, литьем под давлением; поковки, изготавливаемые штамповкой в закрытых штампах, штамповкой взрывом, ультразвуковой штамповкой и др.

Оборудование располагается по потоку, в последовательности выполнения технологических операций.

Рабочие специализируются на выполнении определенной операции. Себестоимость изделий значительно ниже, чем единичном и серийном производстве.

В массовом производстве возможны следующие принципы построение операций технологического процесса:

  • 1. Принцип дифференциации операций обработки, то есть разделение операций на элементарные с приблизительно равным штучным временем на каждой операции (например, с использованием специального или агрегатного оборудования).
  • 2. Принцип параллельной концентрация операций обработки на одном станке с максимальным использованием его технологических возможностей (многошпиндельные станки, агрегатные станки параллельного действия).
  • 3. Принцип параллельно-последовательной концентрация операций (агрегатные станки последовательного действия).

Типы машиностроительных производств и характеристика их технологических процессов

Производством называют процесс, в ходе которого человек действует на вещества природного или искусственного происхождения с помощью собственных сил и оснащения с целью изготовления продукции, необходимой для обеспечения своих потребностей.

Производством называют и место изготовления продукции.Например, фабрика, завод, цех, участок и т.п.

В машиностроении различают три типа производства: массовое, серийное и единичное и два метода работы: поточный и непоточный.

В массовом производстве изделия изготавливают непрерывно в относительно больших количествах и в течение продолжительного (несколько лет) времени. Характерным признаком массового производства является, однако, не количество выпускаемых изделий, а выполнение на большинстве рабочих мест только одной закрепленной за ними постоянно повторяющейся операции. Продукция массового производства – это изделия узкой номенклатуры и стандартного типа, выпускаемые для широкого сбыта потребителю. Такой продукцией являются автомобили, тракторы, велосипеды, электродвигатели, швейные машины и т. п.

В серийном производстве изготавливают партии деталей и серии изделий, регулярно повторяющиеся через определенные промежутки времени. Серийное производство многономенклатурное; его характерный признак – выполнение на большинстве рабочих мест по несколько периодически повторяющихся операций. Продукцией серийного производства являются машины установившегося типа (металлорежущие станки, стационарные двигатели внутреннего сгорания, насосы, компрессоры, оборудование для пищевой промышленности и т. п.), выпускаемые в значительных количествах.

В единичном производстве выпускают изделия широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто индивидуально; поэтому оно должно быть универсальным и гибким для выполнения различных заданий. Изготовление изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется через неопределенные промежутки времени. Характерным признаком единичного производства является выполнение на рабочих местах разнообразных операций. Продукция единичного производства – машины, не имеющие широкого применения и изготовляемые по индивидуальным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований. К ним относятся также опытные образцы машин в различных отраслях машиностроения. Единичное производство характерно для тяжелого машиностроения, продукцией которого являются крупные гидротурбины, уникальные металлорежущие станки, прокатные станы и другое оборудование. Программа выпуска в массовом производстве обуславливает возможность узкой специализации рабочих мест, за каждым из которых закреплено выполнение только одной операции, и расположение оборудования по ходу технологического процесса в виде поточных линий. На каждой линии производят обработку отдельной детали (сборку отдельного изделия или его составной части).

Технологические особенности серийного производства изменяются в зависимости от номенклатуры, выпуска и трудоемкости изделий; поэтому различают мелко-, средне- и крупносерийное производство.

Мелкосерийное производство приближается по своим технологическим особенностям к единичному. В нем применяют преимущественно универсальное оборудование (с расположением его в цехах по типам станков), универсальный рабочий и измерительный инструмент.

В крупносерийном производстве наряду с универсальным оборудованием достаточно широко применяют оборудование специального назначения и агрегатные станки. Оборудование в цехах располагают не по типам станков, а по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым технологическим процессом. Наряду с универсальным применяют специальный рабочий инструмент, предельные калибры и контрольные приспособления. Обработку заготовок выполняют на предварительно настроенных станках.

Среднесерийное производство занимает промежуточное положение между крупно- и мелкосерийным.

На размер партии в среднесерийном производстве, под которым понимают число одновременно запускаемых в производство заготовок, влияют годовой выпуск изделий, календарные сроки их выпуска, длительность процессов обработки (сборки) и наладки технологического оборудования. В мелкосерийном производстве размер партии обычно составляет несколько единиц, в среднесерийном – несколько десятков и в крупносерийном – несколько сотен деталей.

Сравнение различных типов производства приведено в табл. 1

Деление машиностроительных заводов по типам производства является условным. Можно назвать производство массовым, если на большинстве рабочих мест выполняется одна постоянно повторяющаяся операция. Если на большинстве рабочих мест выполняется несколько периодически повторяющихся операций, то такое производство следует считать серийным. Отсутствие периодичности повторения операций на рабочих местах характеризует единичное производство.

Таблица 1 Показатели, характеризующие основные типы производства

Индивидуальное Серийное Массовое
А
Количество продукции (год) Повторяемость выпуска Номенклатура продукции Характер продукции Построение про-изводственных цехов Метод организации производства Специализация рабочих Специализация оборудования Расположение оборудования Единицы Случайная Широкая Опытная или специальная Технологическое Единичный с исполь-зованием партион-ного на отдельных участках Отсутствует Универсальное или специализированное По группам От нескольких десят-ков до нескольких тыс. шт. Регулярная Ограниченная Установившаяся или стандартная Предметно-техно-логическое или технологическое Партионный с использованием потока На выполнении не-скольких операций Специализированное, а на отдельных участ-ках универсальное Смешанное От нескольких тысяч до нескольких сотен тыс. шт. Непрерывная Очень небольшая Стандартная Предметное или предметно- техно-логическое Широкое приме-нение потока На выполнении одной операции Специальное По ходу техно-логического процесса

ГЛАВА 3 МАШИНА КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *