Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пути повышения эффективности заготовительного производства

Повышение серийности производства заготовок

Наиболее существенное влияние на снижение себестоимости выпускаемых заготовок и деталей оказывает их количество, подлежащее изготовлению в единицу времени (смену, месяц, год) и продолжительность выпуска изделий по неизменным чертежам. Количество заготовок (деталей), изготовляемых в единицу времени, определяется потребностью народного хозяйства в тех или иных машинах. Длительность времени выпуска заготовок по неизменным чертежам зависит от морального износа машины, в которую входят соответствующие детали.

Чем лучше в конструкции машины отражены современные достижения, тенденции и перспективы развития науки и техники, тем выше ее технико-экономические показатели, тем при прочих равных условиях меньше будет ее моральный износ, тем дольше во времени, а следовательно и в большем количестве, такая машина будет изготовляться без изменения. С увеличением количества выпускаемых машин меняется структура ее себестоимости вследствие уменьшения доли затрат живого труда и увеличения доли затрат труда овеществленного при одновременном снижении их суммы. Объясняется это тем, что с увеличением количества машин (а значит и заготовок), подлежащих изготовлению, возрастает возможность использования более дорогого, но и более производительного оборудования, инструмента и другой технологической оснастки, способствующей сокращению трудоемкости их изготовления. Из графика (рис. 1) видно, как с увеличением количества машин сокращается доля первоначальных затрат, приходящаяся на одну выпускаемую машину.

Рис. 1 Зависимость зaтpaт С на оборудование и технологическую оснастку от выпуска т

Из изложенного выше следует, что одним из основных мероприятий, способствующих снижению себестоимости заготовок является увеличение объема их производства. Средствами для этого служат: широкая унификация деталей и их заготовок на основе конструктивной преемственности, т.е. использование в различных машинах одних и тех же сборочных единиц и деталей; специализация заводов и цехов на выпуске ограниченной номенклатуры машин, их сборочных единиц и заготовок.

Типизация технологических процессов

Современное машиностроение характеризуется большим многообразием изготовляемых заготовок. При этом существуют большие группы заготовок, близких по форме, размерам, требованиям точности, виду и свойствам конструктивных материалов и другим характеристикам. Для таких групп может быть применен один (или несколько) технологических процессов их производства, при которых обеспечивается минимальная себестоимость продукции и наивысшая производительность при соблюдений требуемого качества.

Однако очень часто заготовки, близкие по форме, размерам и другим требованиям, изготавливаются на различном оборудовании, различными технологическими методами. Даже если обработка и ведется по оптимальной технологии, то на ее разработку каждый раз затрачивается много времени и средств.

С целью повышения эффективности производства применяется типизация технологических процессов. Типизацией технологических процессов называется такое направление в деле изучения и построения технологии, которое заключается в классификации заготовок и их элементов и затем в комплексном решении всех задач, возникающих при осуществлении процессов каждой классификационной группы.

На первом этапе типизации технологических процессов производится распределение заготовок по соответствующим классификационным группам. В каждой группе выбирается типовой представитель, т.е. заготовка, имеющая план операций, осуществляемых на однородном оборудовании с применением однотипных

приспособлений и инструментов. Основными признаками для классификации заготовок являются их конструктивное подобие, диапазон размеров основных формообразующих поверхностей, близость химического состава и физико-механических свойств материала.

На втором этапе типизации осуществляется разработка принципиально общего технологического процесса для каждого типа заготовки с установлением оптимальной последовательности и содержания операций, применяемого оборудования и оснастки.

Типизацией технологических процессов обеспечиваются следующие преимущества: 1) сокращается цикл и трудоемкость технологической подготовки производства, а также количество технологической документации; 2) создаются условия для систематизации и обобщения производственного опыта предприятия, для широкого применения в условиях серийного производства наиболее передовых и совершенных технологических процессов; 3) создаются условия для применения специального (специализированного) оборудования, оснастки, создания поточных и автоматизированных линий; 4) создаются условия для кооперирования производства и специализации отдельных цехов и заводов на изготовлении однотипных заготовок; 5) улучшается степень загрузки оборудования, оснастки и других производственных мощностей.

Групповая технология производства заготовок

В единичном и серийном производстве на каждом рабочем месте выполняется несколько операций. При переходе от одной операции к другой возникают простои оборудования, связанные с их переналадкой. Сократить их или исключить вовсе позволяет применение групповых технологических процессов.

Использование группового метода позволяет снизить стоимость специального оборудования и оснастки за счет применения групповых блоков, стандартизованной литейной оснастки и прогрессивных форм организации самих цехов или участков.

Организация группового производства заготовок включает следующие этапы: 1) унификация элементов, габаритных размеров заготовок, отверстий, уступов, материалов; 2) разработка классификаторов кованых, штампованных, литых и сварных заготовок; 3) разработка комплексных заготовок и групповых технологических процессов для них; 4) выбор, проектирование и изготовление специализированной технологической оснастки; 5) выбор необходимого оборудования; 6) решение задач по механизации и автоматизации технологического процесса; 7) планирование группового производства.

Технологическая задача в общем виде состоит в том, чтобы для детали данной конфигурации найти оптимальный по установленным критериям (например, себестоимость, материалоемкость) технологический процесс изготовления заготовки, вид исходного материала, формообразующий инструмент, оборудование, технологические режимы с целью получения заготовки требуемого качества.

Выбор системы классификации заготовок должен проводиться с учетом главных признаков, влияющих не только на качество изготовления, но и на их себестоимость. Основными признаками, определяющими отнесение заготовки к той или иной группе, являются габаритные размеры, масса, материал и т.п., а также данные о технологической оснастке и оборудовании. Для специальных методов литья (например, литья под давлением) к основным признакам относят также наличие боковых полостей и отверстий, положение отливки в форме, характер извлечения отливки из формы и др.

На основе конструктивно-технологической общности отдельных групп отливок разрабатывается стандартизованная модельно-опочная оснастка (модельные плиты, опоки, стержневые ящики и т.п.). Использование такой оснастки приводит к тому, что при освоении нового изделия необходимо изготовить только ее формообразующие части. Стандартную оснастку удается применять и для изготовления крупных отливок, выпускаемых мелкими партиями. Формы в данном случае образуются путем сборки стержней.

При использовании литья под давлением в качестве пресс-форм применяют групповые блоки. В основу их конструкции положен принцип сменности формовкладышей, оформляющих конфигурацию детали. При этом переналадку блока стремятся производить непосредственно на литейной машине с минимальной затратой времени на замену формовкладышей. В зависимости от габаритных размеров отливок, скомплектованных в группы, блоки могут быть изготовлены одинаковой конструкции, но различными по габаритам.

Групповая технология в мелкосерийном производстве позволяет заменить ковку штамповкой в штампах со сменными рабочими вкладышами. При этом за основную (номенклатурную) единицу для разработки групповой технологии применяется не конкретная, а комплексная поковка, обладающая всеми конструктивными элементами группы.

Главными предпосылками успешного внедрения групповой технологии штамповки являются максимально возможная степень унификации поковок, что позволяет увеличить размер партии, и обобщение передового опыта по разработке и применению групповых технологических процессов. Группирование заготовок ведется таким образом, чтобы в пределах каждой группы применялось одно и то же оборудование и технологическая оснастка.

Наибольший экономический эффект групповой технологии достигается в единичном и мелкосерийном производствах. Групповая технология позволяет также внедрить в мелкосерийное и серийное производство изготовление заготовок из пластмасс и порошковых материалов. Сущность группового метода в этом случае состоит в том, что взамен индивидуальных пресс-форм используются групповые блоки со сменными элементами (вставками). Остальные части пресс-формы (опорные плиты, направляющие колонки и т.п.) остаются постоянными при изготовлении многих заготовок.

Групповая технология производства заготовок имеет следующие преимущества по сравнению с методом индивидуального проектирования и изготовления: 1) резко сокращаются себестоимость проектирования и изготовления технологической оснастки и срок подготовки производства; 2) для проектирования и изготовления технологической оснастки требуются работники более низкой квалификации; 3) уменьшается расход металла на изготовление технологической оснастки; 4) повышается производительность труда за счет замены съемных пресс-форм и штампов стационарными; 5) создаются предпосылки для разработки и внедрения гибких производственных систем при изготовлении заготовок.

Основные направления экономии материалов в заготовительном производстве

Одной из самых острых технологических проблем современности является создание безотходных и малоотходных технологий, т.е. повсеместная экономия черных и цветных металлов. 1% экономии проката черных металлов в станкостроительной и инструментальной промышленности сохраняет такое его количество, которого достаточно для изготовления 10 тыс. токарно-револьверных станков. Сбережение всего лишь 1% проката в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении позволяет дополнительно выпустить 8,5 тыс. тракторов или 8,3 тыс. комбайнов. Замена прокатом миллиона тонн литья в целом по стране обеспечивает около 375 млн. р. экономии.

Экономический эффект от снижения отходов в машиностроении проявляется не только в лучшем использовании металла, но и в уменьшении затрат на механическую обработку. Расходы на снятие 1 т стружки составляют в среднем 400…600 р. (с учетом заработной платы, электроэнергии, амортизации оборудования и др.).

Приведенные цифры наглядно свидетельствуют, сколь значима для нашей страны проблема экономии материалов, и в частности черных и цветных металлов. Эта проблема во многом решается в сфере заготовительного производства, так как, создавая чертеж заготовки, конструктор закладывает в нее потери материала в виде припусков, напусков и других технологических отходов.

Основные направления экономии металла при производстве заготовок можно разделить на две группы: конструкторские и тexнологические.

К конструкторским направлениям относятся: рационализация форм сечений проката, отливок и поковок; создание предварительно напряженных и армированных конструкций; назначение рациональных марок материалов и применение термических и химико-термических методов обработки; замена металлов неметаллическими и композиционными материалами.

В качестве примера в табл. 10.1 показано, как форма поперечного сечения влияет на прочность и стоимость проката при одинаковой площади поперечного сечения и массе. Уменьшение поперечного сечения за счет применения более рациональной формы проката дает большую экономию металла. В связи с этим необходимо шире использовать специальные профили (в том числе прямоугольные и овальные трубы, гнутые профили и др.).

Применение материалов повышенной прочности снижает массу конструкции. При оценке прочностных характеристик материала необходимо учитывать возможное изменение его свойств в процессе изготовления заготовки, механической обработки и эксплуатации (наклеп, поверхностные трещины, структурные изменения и т.п.). В случае выбора материала - заменителя, обеспечивающего снижение массы детали, экономическим ориентиром может служить

[у₁]/[у₂] > (C₁/C₂)^2/3 (1)

где [у₁], [у₂] - допускаемые напряжения для сравниваемых материалов; С₁, С₂ - оптовые цены сравниваемых материалов.

Снижение массы может быть достигнуто также путем изменения сечений детали по длине, если известны нагрузки, действующие в каждом сечении. При этом стремятся удалить металл с нерабочих участков детали, например, за счет уменьшения напусков, технологических уклонов в конструкции заготовок или применения штампо-сварных заготовок из листового материала вместо литых.

К технологическим направлениям относятся: внедрение аналитического метода расчета припусков на обработку; применение прогрессивных способов получения заготовок; применение прогрессивных схем раскроя материалов; применение малоотходных способов резки; рационализация литниковых и облойных систем; оптимизация температурных режимов при получении заготовок; применение методов упрочняющей технологии; применение бездефектных транспортных и погрузочно-разгрузочных средств, исключающих повреждение заготовок, создание надлежащих условий хранения металла и заготовок; повышение качества входного и межоперационного контроля качества получаемых и обрабатываемых заготовок.

Соотношение допускаемых изгибающих и крутящих моментов для различных сечений профилей проката и относительной стоимости металла по оптовым ценам

Прямоугольное h/b = 4 29 1 1 1 1 1

Круглое, полое, толщина стенки 10 мм 28,3 1,2 1,15 4,3 8,8 1,1

Прямоугольное, полое, толщина стенки 10 мм 29,5 1,4 1.6 3,85 3,2 0,9

заготовка себестоимость машиностроение серийность

Двутавровое h/b=1, толщина полки 10 мм 29,5 1,8 1 4,5 1,9 0,6

Пути уменьшения затрат на литейную и штамповую оснастку

При определении производительности получения заготовок па технологическим возможностям используемого оборудования, требуемое качество зависит от применяемой оснастки, её количества, сложности и качества, находящихся в прямой зависимости от серийности производства. В единичном производстве при изготовлении десяти колосников применение кокиля экономически нецелесообразно, так как его стоимость (600 р.) будет разложена на 10 изделий, в результате чего в структуре себестоимости каждого колосника появится примерно 60 р. дополнительных затрат. Если производство колосников массовое (600 тыс. шт. в год), то на долю одного колосника будет приходиться всего ОД к. стоимости коки-^ ля. В этом случае экономическая эффективность применения кокиля вне всякого сомнения. Более того, при такой программе выпуска даже изготовление специальной полуавтоматической машины для получения колосников (стоимость 6 тыс. р.) экономически оправдывает себя. Именно такие специальные машины применяют на предприятиях, выпускающих колосники для печей обжига агломерата.

Стоимость изготовления оснастки при получении любых типов заготовок при разном типе производства всегда оказывает влияние на себестоимость выпускаемой продукции, поэтому как конструкторам, так и технологам машиностроительного производства необходимо знать основные пути уменьшения затрат на литейную и штамповую оснастку. К таким путям, прежде всего, необходимо отнести следующие:

1. Создание простой в изготовлении, но достаточно надежной
в эксплуатации оснастки. Чем сложнее оснастка, тем выше ее стоимость и тем выше себестоимость основного производства. Однако упрощение конструкции оснастки не должно идти в ущерб производительности и качеству получаемых заготовок.

2. Применение при изготовлении штампов, кокилей, пуансонов и матриц специальных легированных сталей, отличающихся высокой механической прочностью и теплостойкостью.

3. Применение при изготовлении оснастки наиболее рациональных конструкционных материалов и наиболее прогрессивных методов получения заготовок при минимальной себестоимости. Это направление не должно идти в ущерб надежности и долговечности оснастки. Оснастка должна наивыгоднейшим образом (при минимальном количестве ремонтов) обеспечивать выпуск основной продукции. Особенно эффективным при производстве штампов горячей штамповки является применение заготовок кубиков штампов, получаемых методом электрошлакового литья.

4. Унификация деталей и отдельных сборочных единиц технологической оснастки. При изготовлении штампов и форм необходимо максимально использовать стандартные кубики и блоки, а также унифицированные детали: плиты, направляющие колонки,
втулки, штыри, пальцы, хвостовики и другие детали. Наиболее широко применяют стандартные и унифицированные детали при изготовлении штампов холодной штамповки (до 90% деталей). Необходимо всячески стремиться к увеличению коэффициента использования стандартных и унифицированных деталей, технология изготовления которых уже отработана на предприятии.

5. Применение наиболее прогрессивных способов механической обработки деталей оснастки. Это особенно относится к деталям сложным, а также изготовляемым из труднообрабатываемых материалов. Особую актуальность здесь приобретают электрофизические и электрохимические методы обработки, применяемые при изготовлении сложнейших внутренних полостей штампов горячей и холодной объемной штамповки, которые на некоторых предприятиях все еще обрабатываются по разметке методом фрезерования специальными фрезами.

6. Повсеместное внедрение в машиностроительную практику САПР оснастки и САПР ТП изготовления оснастки. Последние позволяют сократить расходы на проектирование оснастки, улучшают качество документации, сокращают цикл подготовки производства, уменьшают себестоимость не только вспомогательного, но и основного производства.

Размещено на Allbest.ru