Понятие технологического процесса. структура и организация технологических процессов

Требования к технологическому процессу и его содержание

Технологический процесс должен обеспечить получение детали или изделия, отвечающих требованиям чертежа и технических условий, при наименьших затратах труда и материальных ресурсов, возможных в условиях данного предприятия.
Технологический процесс устанавливает рациональный для конкретных условий порядок обработки, определяет, на каком оборудовании и с применением какой оснастки должна вестись обработка, какие методы и средства контроля должны применяться для обеспечения заданных размеров и технических требований.

При разработке технологических процессов для вновь проектируемого предприятия в технологическом процессе назначается оборудование и оснащение, обеспечивающее максимальную производительность, с учетом заданной программы и возможности приобретения оборудования. При разработке технологии в условиях действующего предприятия следует учитывать наличный парк оборудования, возможность его пополнения и целесообразность замены, загрузку и точность отдельных станков и выбирать вариант, обеспечивающий минимальную трудоемкость.

Технологический процесс должен содержать все данные, необходимые для подготовки производства и изготовления изделия. Кроме схемы обработки, методов крепления и базирования, применяемого оборудования и оснастки, технологический процесс определяет размеры, последовательно придаваемые деталям на разных стадиях обработки, требования к чистоте и взаимному расположению поверхностей, режимы обработки и нормы времени, а также сведения о способе получения заготовки, материале, из которого она изготовлена, и обработке ее до поступления в цех.

Основным документом, на основании которого ведется разработка технологического процесса, являются рабочие чертежи изделия и технические условия на его изготовление.
Конструкция детали и ее технологичность оказывают решающее влияние на выбор технологического процесса. Под технологичностью конструкции понимают степень учета при конструкторском оформлении элементов машин факторов, влияющих на трудоемкость обработки, производительность труда, соблюдение заданных допусков и в конечном итоге на стоимость изготовления изделия.

В связи с этим важным элементом работы технологических служб предприятия является проверка технологичности конструкции, которая должна вестись одновременно с проектированием. Это позволяет значительно ускорить и удешевить подготовку производства и снизить трудоемкость изготовления изделий.

При проверке технологичности деталей надо согласовать с конструкторами способы простановки размеров, требования к точности и взаимному расположению отдельных элементов, при возможности исключить из конструкции элементы, затрудняющие подвод и выход инструмента, а также формы, очерченные сложными кривыми и излишние требования к точности и чистоте обработки.
При проектировании технологических процессов технолог должен ознакомиться с конструкцией всей машины.

Для разработки технологического процесса механической обработки нужно иметь чертеж заготовки, в котором должны быть указаны базовые поверхности, термическая обработка и требования к материалам. Чертеж заготовки является документом, связывающим технологические процессы заготовительного и обрабатывающего цехов.

Для правильного выбора технологического процесса надо знать годовую программу выпуска, а при выпуске небольшими сериями — также периодичность выпуска.
Необходимыми материалами для разработки технологических процессов являются данные об оборудовании: каталоги и паспорта, а для действующих предприятий также ведомости наличного оборудования и сведения о его загрузке.
При проектировании технологических процессов целесообразно широко использовать справочные и нормативные материалы.
Последовательность разработки технологических процессов примерно следующая:

1. Определяют такт выпуска или размеры партии.
2. Определяют вид и размеры заготовки, величину припусков на обработку.
3. Устанавливают технологический маршрут — рациональную последовательность выполнения операции.
4. Выбирают способы установки заготовки, базовые поверхности и способы закрепления заготовки на каждой операции.
5. Назначают станки для выполнения всех операций.
6. Выбирают универсальные приспособления и принципиальные схемы специальных приспособлений.
7. Расчленяют операции на переходы и проходы, устанавливают операционные размеры, допуски и припуски.
8. Подбирают типы и размеры режущего инструмента.
9. Устанавливают режимы резания, производят техническое нормирование и расчеты экономичности выбранной схемы технологического процесса.
   10. Оформляют технологические карты.

1.1.. Технологический процесс и его структура

Вопросы к

междисциплинарному экзамену

Технологическим процессом

по ГОСТ 3.1109 — 82 называется часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда.

В результате этих действий последовательно изменяются и контролируются размеры, форма, шероховатость поверхности, внешний вид и внутренние свойства изделий.

В зависимости от вида действий различают технологические процессы меха­нической обработки, сборки, литья, обработки давлением, термообработки, нанесения покрытий и. т. д.

Технологический процесс состоит из технологических операций. Технологической операцией

по ГОСТ 3.1 109 — 82 называется часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

Операция может включать неоднократную установку и снятие заготовки, смену инструмента, вида обработки, приспособлений, контрольно-измерительных устройств, т.е. совокупность всех действий, которые осуществляются на данном рабочем месте над одним изделием без перехода к обработке другого изделия.

В технологической документации на технологический процесс наименование операции механической обработки записывается именем прилагательным от станочной группы, к которой принадлежит используемый на данной операции станок. Например: токарная, фрезерная, сверлильная и. т. д. Нумеруются операции цифрами кратными 5. Например: 005, 010, 015 и. т. д. Это необходимо для резервирования позиций при внесении изменений в технологический процесс.

Последовательность технологических операций обработки или сборки изделий называется технологическим маршрутом

Технологический переход

– законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке.

Вспомогательный переход

— законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода.

Примерами вспомогательного перехода являются закрепление заготовки на станке, смена инструмента и т.д. Наименование перехода записывается глаголом в неопределенной форме, который соответствует выполняемому действию. Например: установить, снять, переустановить.

Рабочий ход

— законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменениями формы, размеров, качества поверхности или свойств за­готовки.

Вспомогательный ход

— законченная часть технологического перехода, со­стоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода.

Установ

— часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы.

Если два и более перехода выполняются при неизменном закреплении заготовки, то говорят, что эти переходы выполняются за один установ.

Позиция

— фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной обрабатываемой заготовкой или собираемой сборочной единицей совместно с приспособлением относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определенной части операции.

Изменение позиции заготовки относительно инструмента производится с помощью различных поворотных устройств и на станках револьверного типа. В технологической документации позиции обозначаются римскими цифрами (I, II, …,V,…,Х)

Прием

— законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединяемых одним целевым назначением.

Например, вспомогательный переход “установить и снять заготовку” включает следующие приемы: взять заготовку, установить ее в приспособление, закрепить, включить вращение шпинделя станка, выключить вращение шпинделя станка (после обработки), открепить заготовку, снять заготовку со станка. Рассмотрим структуру операции на следующем примерах.

Расчет режимов резания для тех процесса по изготовлению детали

При назначении элементов резания учитывают характер обработки, тип и размеры инструмента, материал его режущей части, материал и состояние заготовки, тип и состояние оборудования.

Обрабатывается заготовка из сплава) В95 ГОСТ 4784-97 ,  материал инструмента – быстрорежущая сталь Р6М5.

Существующий ТП

В существующем технологическом процессе необходимо уделять большоевнимание точности установки и базирования детали, как деталь необходимо переустанавливать для каждого  установа. Много вспомогательного времени используется на привязку детали, а также на замену и привязку инструмента исходя из технологических возможностей используемого оборудования

Используемый режущий инструмент марки Р6М2 не позволяет использовать  высокие скорости обработки.

ПРЕДЛАГАЕМЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС

В предлагаемом технологическом процессе сокращена трудоемкость путем сочетания нескольких операций в одной. Более точное расположение поверхностей и уменьшение погрешности базирования, достигается за счёт уменьшения числа переустановок и достаточного количества мест под режущий инструмент в инструментальном магазине станка, что значительно сокращает время наладки и и установки режущего инструмента на старом оборудовании. Также  был подобран аналог импортного режущего инструмента специальной серии для аллюминия применяющий бля высокоскоростной обработки, из-за специальной геометрической формы осуществляется хороший отвод стружки из зоны обработки и достигается высокая точность и качество поверхностей обрабатываемой детали.

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях — в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление  высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.

Программа управления технологическим процессом

Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.

В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.

Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки.

Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия

Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия

Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях.

Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог

Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.

Определения

«Технологическим переходом» называют законченную часть технологической операции, выполняемую с одними и теми же средствами технологического оснащения.

«Вспомогательным переходом» называют законченную часть технологической операции, состоящей из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода.

Для осуществления техпроцесса необходимо применение совокупности орудий производства — технологического оборудования, называемых «средствами технологического оснащения».

«Установ» — часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы. При каждом повторном снятии заготовки и последующем ее закреплении на станке или же при повороте заготовки на какой-либо угол для обработки новой поверхности имеет место новый установ.

Из Википедии — свободной энциклопедии

Технологи́ческий проце́сс (сокращенно ТП) — это упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняющихся с момента возникновения исходных данных до получения требуемого результата.

Практически любой технологический процесс можно рассматривать как часть более сложного процесса и совокупность менее сложных (в пределе — элементарных) технологических процессов.

Элементарным технологическим процессом или технологической операцией называется наименьшая часть технологического процесса, обладающая всеми его свойствами. То есть это такой ТП, дальнейшая декомпозиция которого приводит к потере признаков, характерных для метода, положенного в основу данной технологии. Как правило, каждая технологическая операция выполняется на одном рабочем месте не более, чем одним сотрудником. Примером технологических операций могут служить ввод данных с помощью сканера штрих-кодов, распечатка отчета, выполнение SQL-запроса к базе данных и т. д.

Технологические процессы состоят из «технологических (рабочих) операций», которые, в свою очередь, складываются из «технологических переходов».

Это интересно: Сушка пиломатериалов — технология процесса и методы сушки древесины

Определение и характеристика

ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс — это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего производственного процесса, включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.

Схема технологического процесса

Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы

При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними.

Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:

• Маршрутная карта — описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
• Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
• Технологическая карта — документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка .

Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том.

Технологическая карта

Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:

• Цикл технологической операции — длительность (измеряется в секундах, часах, днях, месяцах) операции, повторяющейся с определенной периодичностью. Отсчитывается от момента начала операции до момента ее окончания. Длительность цикла не зависит от числа заготовок или деталей, обрабатываемых одномоментно.
• Такт выпуска изделия – промежуток времени, через который выпускается это изделие. Рассчитывается как отношение времени, за которое выпускается определенное количество изделий, к этому количеству. Так, если за 20 минут было выпущено 4 изделия, то такт выпуска будет равен 20/4=5 минут/штуку .
• Ритм выпуска – величина, обратная такту, определяется как число изделий, выпускаемых в единицу времени (секунду, час, месяц и т.п.).

В дискретном производстве такие характеристики технологических процессов не находят применения ввиду малой повторяемости изделий и больших сроков их выпуска.

Производственная программа — представляет собой список названий и учетных номеров выпускаемых изделий, причем для каждой позиции приводится объемы и сроки выпуска.

Производственная программа

Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:

• Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
• Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
• Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
• Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
• Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Операционная технология мехобработки: специфика разработки

При выборе оптимального варианта очередности механообработки металлоизделия необходимо учитывать два основных фактора:

1. тип производства;
2. требования, которым должно соответствовать качество обработанной детали.

На предприятиях, специализирующихся на выпуске единичной продукции, технологические операции включают множество переходов и установов. Этим обуславливается необходимость часто сменять металлорежущий инструмент и настраивать его, что ведет к увеличению вспомогательного времени и другим последствиям.

Для предприятий, выпускающих детали сериями, характерны техпроцессы, в которых одноименные операции разделяются на основные и вспомогательные переходы. В одной операции не предусмотрена переустановка заготовки, а режущий инструмент меняется минимальное количество раз, из-за чего сокращается время на его подналадку.

Оценить требования, предъявляемые по отношению к качеству готовой детали, при создании техпроцесса мехобработки детали удастся, если учитывать ряд аспектов. К примеру, техпроцесс должен подчиняться структурной схеме. Каждый этап операционной технологии неразрывно связан с методом механической обработки и ее точностью. При необходимости получить поверхностный слой детали с твердостью более HRC 35 нужно в ходе работ сменить лезвийный инструмент абразивным.

Принцип укрупнения операций

В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.

Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.

Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Виды техпроцессов

Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам.

По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:

• единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
• типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
• групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.

Пример типового технологического процесса

По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:

• Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
• Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий — лидеров отрасли.

По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:

• Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
• Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.

Пример маршрутной карты

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.

Существуют и другие классификации видов технологических процессов.