Инструментальное хозяйство. 2

1. Значение, задачи, структура  инструментального  хозяйства

    В данной курсовой работе рассмотрены  принципы и особенности организации  инструментального хозяйства предприятия. От оперативной и качественной поставки инструмента и технологической оснастки с минимальными затратами на рабочие места основного производства, зависит выпуск продукции, а затем и доход от ее реализации.

     Инструментальное  хозяйство - совокупность функциональных производственных и снабженческих  подразделений, выполняющих комплекс работ по проектированию, изготовлению или приобретению, ремонту, восстановлению, хранению и выдаче инструмента на рабочие места.

     Инструментальное  хозяйство предприятия включает производственные звенья (участок, цех  инструментального хозяйства) – инструментальный цех по изготовлению инструмента, складские и комплектующие подразделения (центральный инструментальный склад и инструментально раздаточные кладовые цехов), подразделения по восстановлению и ремонту инструмента, подразделения по инструментальному обеспечению рабочих мест. Деятельность этих служб возглавляются и координируются соответствующими подразделениями аппарата управления в состав которого входят конструкторы, технологические группы, спецслужбы, организаторы, экономисты, т.е. все специалисты, занимающиеся инструментообеспечением производства.

    Основным  звеном инструментального хозяйства  на предприятии является инструментальный цех, на который возлагаются задачи по изготовлению спец.инструмента, оснастки для основной продукции, изготовление инструмента, ремонта оснастки.

     Значение  инструментального хозяйства заключается  в:

• расширении возможностей применяемого оборудования
• обеспечении стабильного качества выпускаемой продукции
• обеспечении повышения производительности труда
• снижении затрат на изготовление деталей

    Основными задачами инструментального хозяйства  предприятия являются:

• определение потребности в оснастке;
• планирование обеспечения предприятия оснасткой;
• нормирование расхода оснастки и поддержание ее запасов на необходимом уровне;
• обеспечение предприятия покупной оснасткой;
• организация собственного производства оснастки;
• организация учета и хранения оснастки;
• обеспечение рабочих мест оснасткой;
• обеспечение рационального использования оснастки;
• организация восстановления оснастки;
• учет и анализ эффективности использования оснастки

    Структура инструментального хозяйства машиностроительного  предприятия показана на рисунке 1.

     Рисунок 1

    Структура инструментального хозяйства зависит  от размера предприятия, типа производства, особенностей производственной структуры, технологических процессов и оборудования. На крупных заводах может быть несколько инструментальных цехов с предметной специализацией, обслуживающих потребности литейных, кузнечных и механических цехов. На небольших заводах может быть один инструментальный цех или даже участок в одном из механических цехов. Заточные и ремонтные отделения создаются только в крупных цехах — потребителях инструмента, в остальных случаях они создаются в инструментальном цехе.

    Централизованное управление инструментальным хозяйством предприятия осуществляет инструментальный отдел, подчиненный главному технологу или непосредственно главному инженеру. Инструментальный отдел обычно включает в себя следующие группы:

• конструкторско-технологическую (разрабатывает конструкцию и технологию изготовления инструмента);
• планово-экономическую (определяет потребность в инструментах в целом по предприятию и по отдельным цехам, планирует закупки инструмента на стороне, контролирует выполнение этих планов);
• нормативов (классифицирует и индексирует инструмент, устанавливает нормы расхода и оборотный фонд по различным видам инструмента, отдельным цехам и заводу в целом; контролирует соблюдение норм расхода и запасов инструмента);
• технадзора (контролирует правильность хранения и использования инструмента, норм его стойкости, износа и запаса; разрабатывает мероприятия по сокращению расхода и запасов инструмента, проверяет правильность его заточки, ремонта и восстановления, контролирует измерительный инструмент).

    Данная  курсовая работа выполнена на примере Житомирского завода бытовых приборов, ныне – закрытое акционерное общество «Хорс». На этом предприятии существует инструментальный цех. Источником информации в написании курсовой работы послужили: научная литература – с точки зрения теории, а также документация инструментального цеха ЗАО «Хорс», общения с работниками предприятия, научные наблюдения и экскурсии по инструментальному цеху. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2. Классификатор инструмента

    Условием  рациональной организации и экономичного использования инструмента является его четкая классификация. Это необходимо для выбора однотипного и взаимозаменяемого инструмента, конструктивно и технологически сходных его видов при подборе партии одновременно изготавливаемой оснастки, организации его хранения, определения порядка получения и производства. Важное значение классификация инструмента имеет для выявления степени применяемости различных его видов и обоснования рациональных форм его получения с производства. По степени применяемости выделяют инструменты: общепромышленного, группового и внутризаводского потребления.

    Инструмент  различают по характеру использования: универсальный (нормальный, стандартный) и специальный инструмент. Универсальный  инструмент применяется на всех предприятиях промышленности при выполнении операций определенного рода. Специальным называется инструмент, используемый на предприятии для выполнения определенной операции при изготовлении конкретных деталей продукции.

    Для организации четкой системы обращения, планирования и учета инструмента он классифицируется и индексируется: каждому типоразмеру присваивается соответствующий шифр, указывающий технологическое назначение, основные конструктивные и эксплуатационные признаки инструмента.

    В России действует цифровая система индексации (десятичная система классификации); каждый вид инструмента, оснастки имеют свое условное обозначение (индекс) в соответствии с тем местом, которое они занимают в классификаторе. Весь инструмент, вся оснастка распределяются на следующие десять классов: первый — режущий инструмент, второй — абразивный, третий — мерительный, четвертый — слесарно-монтажный, пятый — кузнечный, шестой — вспомогательный инструмент, седьмой — штампы, восьмой — приспособления, девятый — пресс-формы, нулевой — разный.

    Каждый  класс подразделяется на подклассы  по признаку основных разновидностей инструмента внутри класса. Например, режущий инструмент делится на подклассы: резцы, сверла, метчики, плашки, фрезы, развертки, зенкеры, долбяки, протяжки и пр.

    Подклассы разбиваются на группы, определяющие характер инструмента, оснастки. Например, подкласс резцов делится на несколько  групп резцов: токарные, строгальные, долбежные, зуборезные, револьверные и  др.

    Группа  подразделяется на подгруппы, характеризующие непосредственное технологическое назначение инструмента. Например, токарные резцы делятся на обдирочные, чистовые, подрезные, отрезные, прорезные, фасонные, резьбовые, фасонные и др.

    Подгруппы разделяются на виды, характеризующие  конструкцию оснастки. Например, резцы токарные обдирочные делятся на прямые, отогнутые, лопаточные, дисковые, чашечные, изогнутые и др.

    Эффективность десятичной системы классификации  состоит в том, что она дает полную техническую характеристику инструмента, отличается простотой  и легкостью заполнения, исключает возможность их смешения и допускает применение механизированного учета, облегчает работу по нормализации и стандартизации инструмента.

    В целях предупреждения и излишнего  расширения номенклатуры и типоразмеров оснастки в инструментальном производстве ведется постоянная работа по стандартизации инструмента. Здесь выявляются возможности сокращения их номенклатуры и расширения использования универсально-сборочных приспособлений. 
 
 

    3. Планирование потребности  производства в  инструменте

    Рациональная  организация инструментального  хозяйства предполагает планирование потребности предприятия в инструменте и технологической оснастке. Для этого устанавливают:

• номенклатуру (каталог), в которой содержится перечень инструментария в соответствии с принятой классификацией и указываются необходимые характеристики по каждой позиции;
• потребность по каждому виду оснастки (типоразмеру) в натуральном выражении;
• запасы (оборотный фонд) оснащения в целом по предприятию и по цехам.

    Номенклатура  универсального инструмента (оснастки) в серийном и массовом производстве устанавливается по картам применяемости (операционно-технологическим картам), а в единичном и мелкосерийном производстве — по картам типового оснащения рабочих мест инструментом (на основе опытно-статических данных, т.е. приближенно).

    Номенклатура  специального инструмента (оснастки) определяется по картам технологических процессов.

    В процессе планирования потребности  в технологической оснастке решаются следующие задачи:

• установление номенклатуры применяемого оснащения;
• определение расхода оснастки по каждому наименованию;
• расчет запасов оснастки, обеспечивающих нормальную работу предприятия.

    Основой для расчетов является годовая производственная программа, нормы расхода и нормы  запаса инструмента.

    Потребность в инструменте на годовую программу  за плановый период времени складывается из расхода инструмента (Р_инстр) и разницы между необходимым оборотным фондом (З_{об. необх)} и фактической величиной его на начало планового периода (З_{об. факт):}

     П_инстр = Р_инстр + (З_{об. необх}. - З_{об. факт})

    Расход  инструмента может быть установлен на основе нормы расхода - числа инструментов данного типоразмера, расходуемых  при обработке одной детали или  одного изделия.

    Для удобства расчета норму расхода  инструмента определяют на 100 или 1000 деталей. Расчет ведется по формуле:

    Н_р = ,

    где Н_р - норма расхода инструмента на 1000 деталеопераций;

    t_м - машинное время на одну деталеоперации, в мин;

    Т_изн. - машинное время работы данного инструмента до полного износа, в час.;

    a - коэффициент случайной убыли, в%

    Тогда расход инструмента определяется по формуле:

    Р = ,

    где N - число деталей, обрабатываемых данным инструментом по годовой программе, шт.;

    H_р - норма расхода инструмента на расчетную единицу;

    n_р - число деталей, принятое за расчетную единицу (в нашем примере n_р=1000 шт).

    На  определение расхода технологической  оснастки также влияют особенности  эксплуатации данного вида инструмента  и тип производства.

    В массовом и серийном производстве используются подетальные нормы расхода, а в единичном и мелкосерийном - укрупненные.

    В условиях крупносерийного и массового  производств расход режущего и абразивного  инструмента определенного типоразмера  рассчитывается по формуле:

    Р_реж. = ,

    где N - число деталей, обрабатываемых данным инструментом по годовой программе, шт.;

    t_м - машинное время на 1 детале-операцию, в мин;

    n_и - число инструментов, одновременно работающих на станке, шт.;

    Т_изн. - машинное время работы инструмента до полного износа, час;

    a - коэффициент случайной убыли, %.

    Время работы инструмента до полного износа определяется по следующей формуле:

    Т_изн. = ,

    где l - допустимая величина стачивания инструмента;

    Dl -величина стачивания инструмента за 1 переточку;

    t_ст. - стойкость инструмента между переточками.

    В единичном и мелкосерийном производствах  норму расхода инструмента можно  определить по следующей формуле:

    Р = ,

    где Q - объем работ по группе оборудования за период, нормо-час;

    К_м - коэффициент машинного времени или коэффициент, характеризующий отношение машинного времени к штучному;

    К_ду - коэффициент долевого участия инструмента в обработке детали

    Потребность в мерительном инструменте рассчитывается по формуле:

     ,

    где N - годовая программа измеряемых деталей;

    Д_к - доля деталей, подвергаемых контролю;

    n - число измерений на одну деталь;

    n_изн - число измерений до полного износа инструмента.

    Число потребных матриц штампа рассчитывается по формуле:

     ,

    где N - годовая программа заготовок;

    К_уд - кол-во ударов, необходимых для формообразования;

    Ш_ст - стойкость штампа.

    Потребность в приспособлениях:

     ,

    где m - кол-во рабочих мест (станков в группе оборудования);

    К_осн - коэффициент оснащенности;

    Т_сл - срок службы приспособления, лет.

    Наряду  с годовой потребностью в инструменте  определяется величина запаса инструмента  на предприятии.

    Общезаводской оборотный фонд складывается из запасов  инструмента на ЦИС (центральный  инструментальный склад) и цеховых оборотных фондов.

    Z_зав. = Z_ЦИС + Z_цех.

    Цеховой оборотный фонд складывается из инструмента, находящегося на рабочих местах и в инструментальной кладовой.

    Z_ц = Z_{р. м.} + Z_к + Z_з,

    где Z_{р. м.} - кол-во инструмента, находящегося на рабочих местах,

    определяется:

    Z_к - кол-во инструмента, находящихся в инструментально-раздаточных кладовых цеха, определяется:

    Z_з - кол-во единиц инструмента, находящегося в заточке.

    Кол-во инструмента, находящегося на рабочих местах, определяется:

    Z_{р. м.} = ,

    где Т_м - период между подачами инструмента к рабочим местам, ч (периодичность подачи инструмента);

    Т_э - время эксплуатации инструмента до очередной переточки;

    С_пр. - кол-во единиц оборудования, где используется данный инструмент;

    n_и - число инструментов, одновременно применяемых на одном рабочем месте;

    К_з - коэффициент резервного запаса инструмента на каждом рабочем месте (К_з = 1, на многорезцовых станках К_з = 2-4).

    Кол-во инструмента, находящихся в инструментально-раздаточных  кладовых цеха, определяется:

    Z_к = Q_p*t_н* (1+ K_з),

    где Q_p - среднесуточный расход инструмента за период между очередными поступлениями их из центрального инструментального склада, шт.;

    t_н - период между поставками инструмента из ЦИСа в инструментально-раздаточную кладовую, дни (как правило, поставки производятся 2 раза в месяц, следовательно, t_н = 15 дней);

    К_з - коэффициент резервного (страхового) запаса инструмента в инструментально-раздаточной кладовой (К_з = 0,1).

    Кол-во единиц инструмента, находящегося в  заточке, рассчитывается по следующей  формуле:

    Z_з = ,

    где Т_з - время заточки инструмента (для простого инструмента - 8 часов, для сложного - 16 ч);

    Т_м - периодичность подачи инструмента в ИРК.

    Норма запаса инструмента  на Центральном инструментальном складе устанавливается  в соответствии с  системой «минимум-максимум».

    По  этой системе создаются три нормы  запаса:

• минимальная норма запаса создается по фактическим данным в зависимости от величины расхода инструмента на случай задержки исполнения заказа на изготовление инструмента или перерасхода его цехами - Z_min = Z_стр.;
• норма запаса соответствующая точке, при достижении которой выдается заказ на изготовление или приобретение очередной партии инструмента.

Z_{т. з.} = Z_min + Т_о * Q_р,

где Т_о - период времени между моментом выдачи заказа и поступлением инструмента на ЦИС, дней;

Q_р - среднедневной расход инструмента за период исполнения заказа.

• максимальная норма запаса складывается из суммы минимального и текущего запасов. Текущий запас периодически пополняется, т.к именно из этого запаса инструменты попадают в цехи и на рабочие места, поэтому максимальный запас достигается в момент поступления заказа инструмента на ЦИС и определяется по формуле:

Z_mах = Z_min+ Z_тек. = Z_min + Т_цQ_p,

    Тек. запас расходуется в течение  определенного периода времени (между  очередными поставками инструмента), поэтому  формулу тек. запаса можно преобразовать.

    где Т_ц - время между двумя поступлениями партий инструмента (длительность цикла), дней. 
 
 
 
 

Zmax 
 
 

Zт.з. 
 

Zmin

  С т  р а х о в о й     з а п а с

               t

        То

   Тц 
 
 
 

    Рисунок 2. График изменения запаса инструмента на ЦИСе по системе «минимум-максимум» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Организация работы ЦИС (центрального инструментального склада)

    Центральный инструментальный склад (ЦИС) осуществляет:

• работы по хранению, приему, учету и выдачи инструмента
• контроль производства, качества
• контроль за расходом, ремонтом и восстановлением инструмента

    Все обращение инструмента на предприятии осуществляется через Центральный инструментальный склад (ЦИС).

    Порядок движения инструмента:

    Покупной  инструмент поступает с инструментальных заводов или баз снабжения  вместе с паспортом или сертификатом, удостоверяющим качество инструмента. На ЦИСе его количество проверяется кладовщиком-приемщиком, качество - контролером из отдела технического контроля на ЦИСе. На поступивший инструмент составляется акт приемки. Затем инструмент маркируется.

    Из  инструментальных цехов инструмент поступает на ЦИС в сопровождении накладной. Приемка ведется только по количеству. Копия накладной с отметкой о приеме инструмента направляется в планово-диспетчерское бюро инструментального отдела для отметки о выполнении заказа.

    Из  ЦИСа инструмент передается в инструментально-раздаточные кладовые цехов, в функции которых входят прием, хранение, комплектование и выдача инструмента на рабочие места. Выдача инструмента в ИРК осуществляется на основе требований в пределах утвержденного цеху лимита. Каждая партия нового инструмента направляется в цех в обмен на изношенный.

    Движение  изношенного и поломанного инструмента  с рабочих мест в ИРК, затем  на ЦИС и в мастерские по ремонту  и восстановлению инструмента. Если инструмент не подлежит восстановлению, то из ЦИСа он поступает на склад вторичных материалов.

    Отремонтированный и восстановленный инструмент из мастерских поступает на ЦИС, откуда по требованию цехов распределяется по цеховым кладовым и на рабочие  места.

    Затупленный инструмент с рабочих мест через ИРК (минуя ЦИС) поступает в мастерские централизованной заточки, расположенные в цехах, там инструмент затачивается и снова поступает на рабочие места

    Выдача  инструмента на рабочие  места

    Учет  выдачи инструмента на рабочие места  и его возврат в инструментально-раздаточную кладовую делится на две основных процедуры в зависимости от степени применяемости инструмента:

• инструмент постоянного пользования - вспомогательные и универсальные приспособления;
• инструмент временного пользования - связанный с обработкой детали режущий инструмент, специальный мерительный инструмент, специальные приспособления.

    1) Инструмент долговременного пользования  и дорогостоящий выдается рабочим  по разрешению мастера участка  и записывается в инструментальную  книжку, которую рабочий получает при поступлении в цех (второй экземпляр хранится в ИРК).

    2) Инструмент временного пользования  в устойчивом серийном и массовом  производствах выдается на рабочие  места по инструментальным карточкам,  куда заносится запись о выдаче  инструмента на то или иное рабочее место.

    Система письменных требований:

    У рабочего имеется книжка с отрывными  бланками-требованиями. В них он записывает нужный ему инструмент и  передает бланк в ИРК. После выдачи инструмента требование кладут в  картотеку с табельными номерами рабочих. После того как рабочий возвращает инструмент, он получает требование обратно. 

5. Практическая часть:  расчет потребности  фрезы в СИП на ОАО «УАЗ»

    История Ульяновского автомобильного завода (УАЗ) началась в 1941 году.