Организация производства детали "Втулка"

Содержание

Введение

Производственный процесс - совокупность взаимосвязанных процессов труда  и естественных процессов, в результате которых исходные материалы превращаются в готовые изделия.

В зависимости от характера и  масштаба выпускаемой продукции  производственные процессы могут быть простыми и сложными.

Производственный процесс, включает, как технологические, так и нетехнологические процессы.

По масштабам производства однородной продукции различают процессы:

1. массовые;
2. серийные;
3. индивидуальные.

В зависимости от того, какой продукт  является результатом производства, производственные процессы подразделяются на основные, вспомогательные и обслуживающие.

Центральное место в этой совокупности занимает основной производственный процесс, в результате которого исходное сырьё и материалы превращаются в готовую продукцию.

Организация производства охватывает все звенья - от групп отраслей и под отраслей народного хозяйства до рабочего места.

В рамках крупного машиностроительного  предприятия можно выделить три  уровня организации производства:

1) организация процесса на рабочем месте;

2) нутрицеховая организация производства;

3) межцеховая организация производства.

Основываясь на содержании и направлениях организации производства, можно сформулировать её основные задачи:

1. расчет необходимого количества рабочих мест;
2. выбор и обоснование типа производства;
3. расчет необходимого количества рабочих мест;
4. расчет технико-экономических показателей.

Цель данной курсовой работы: снижение себестоимости на изготовление детали.

Высшей формой организации производства являются автоматические поточные линии.

Экономическая эффективность автоматических поточных линий состоит в резком повышении производительности труда и качества продукции, значительном снижении себестоимости и улучшении других показателей, а также в облегчении труда рабочих, функции которых сводятся к управлению машинами.

1 Теоретические аспекты развития машиностроения

1.1 История развития промышленности и машиностроения в России

Уровень прогресса определялся  интенсивностью изучения производственных процессов и их научным обобщением с установлением закономерностей  в технологии механической обработки  и сборки.

Производственный процесс - это качественное изменение предметов природы, осуществляемое человеком. При реализации технологического процесса как части производственного человек ставит перед собой и решает две задачи: получение изделия, удовлетворяющего его потребность, и максимальное уменьшение затрат труда на его изготовление[1].

Для выполнения каждого технологического процесса человек создает и использует различные средства труда, среди  которых орудия производства играют решающую роль. История развития производства показывает все возрастающие темпы  развития орудий производства от первобытного каменного топора до современных  автоматических машин, цехов и заводов.

Технологические процессы в древние времена и отличались примитивностью. Оружие затачивали с помощью камней, обладающих шлифующими свойствами; режущий инструмент удерживали в рабочем положении вручную, а позже его прикрепляли к рукоятке прутьями деревьев и сухожилиями животных. Основное достижение того времени - это использование вращающегося камня - прообраза точила. В дальнейшем вращательное движение использовали при изготовлении керамических изделий, а позже при обработке цилиндрических заготовок из дерева, кости и, наконец, из металла.

Для повышения производительности труда одновременно сообщали движение режущему инструменту и обрабатываемому материалу. Прообразом примитивного токарного станка можно считать лук, вращающий заготовку при помощи тетивы, с ручным удерживанием резца из кремния. Постепенно появился простейший токарный станок с конным приводом и ручным удерживанием режущего инструмента. Однако попытки механизации движения режущего инструмента ограничивались приспособлениями вращательного действия[2].

Развитие и совершенствование орудий производств а влияет на условия труда и интеллектуальное развитие человека. Если для пользования первобытными орудиями труда требовалось целесообразно затрачивать физическую силу человека, то использование современного обрабатывающего оборудования требует от человека увеличения умственного труда за счет резкого уменьшения затрат физической силы.

История возникновения металлообработки в России исследована мало, хотя и известно, что уже в X в. русские мастера-ремесленники обладали высокой техникой изготовления оружия, предметов домашнего обихода и т.п. Уже в XII в. при изготовлении оружия применяли сверлильные и токарные устройства с ручным приводом и вращательным движением инструмента или обрабатываемой заготовки, а в XIV-XVI вв. стали использовать токарные и сверлильные станки с вращательным движением от водяной мельницы.

Зарождение металлообрабатывающей промышленности первоначально было отмечено в окрестностях г. Тулы в XVI в. Эта промышленность была основана на использовании местной железной руды. Более значительное развитие металлообработка получила во времена Петра I, когда ремесленные мастерские стали превращаться в фабрики и заводы, оборудованные машинами.

К этому времени относятся также  и первые шаги в механизации производственных процессов 

Военная промышленность как единственная область массового производства в то время положила начало введению принципа взаимозаменяемости в технологию производства. Установлено, что первая инструкция по организации взаимозаменяемого  производства была разработана в  России и направлена на Тульский оружейный  завод за 25 лет до первых опытов французского инженера М. Леблана и почти за 100 лет до съезда английских промышленников, когда были сформулированы основные задачи взаимозаменяемости [3].

В 1615 г. в России была изготовлена  первая пушка с нарезным стволом, а в 1632 г. около г. Тулы построены  заводы для производства литых пушек, стволы которых изготавливались  сверлением и растачиванием. Значительный вклад в технологию машиностроения был внесен в эпоху Петра I путем  внедрения в производство ряда новых  технологических процессов по изготовлению артиллерийского и стрелкового  вооружения, монет, постройки кораблей и создания для этих технологий новых  оригинальных станков и инструментов, принципиальные схемы которых используются в наше время.

На Тульском оружейном заводе еще  в 1761 г. впервые в мире было внедрено изготовление взаимозаменяемых деталей  и их измерение при помощи медных калибров. Этому в большой мере содействовало мастерство русских  лекальщиков, изготавливавших лекала и сложные калибры с высокой  для того времени точностью и  применявших при изготовлении калибров искусственное старение.

В конце XIX - начале XX в. на некоторых предприятиях начали указывать на рабочих чертежах допуски на изготовление деталей.

В последующие годы металлообрабатывающая  промышленность получила дальнейшее развитие не только на оружейных, но и на вновь  возникших машиностроительных заводах, занимающихся изготовлением паровозов, вагонов, станков и других изделий.

Восстановительный период нашей промышленности после 1917 г. и последующие годы ее бурного развития характеризуются  обобщением опыта, накопленного отечественным  и иностранным машиностроением, в целях использования его  при восстановлении и реконструкции  заводов и создании новых отраслей отечественного машиностроения.

Значительную роль в развитии последнего играло создание и развитие в нашей  стране самостоятельной крупной отрасли машиностроения - автомобилестроения, начало которой было положено в 1929 - 1930 гг. созданием крупной производственной базы для действительно массового производства автомобилей. За последующие десятилетия были созданы такие автогиганты, как ГАЗ, АМО ЗИЛ, АЗЛК, ВАЗ и КамАЗ[4].

Наряду с развитием автомобилестроения были созданы подшипниковая промышленность (ГПЗ-1, ГПЗ-2, заводы в Саратове, Самаре и др.), тракторное и сельскохозяйственное машиностроение (тракторные заводы в  Волгограде, Челябинске, Минске и др.), Ростсельмаш, Таганрогский и Красноярский комбайновые заводы.

Параллельно развивались станкостроение, инструментальная промышленность и  сопутствующие производства.

1.2 Инновационные технологии  высокопроизводительной обработки  корпусных деталей

Использование в разных отраслях машиностроения труднообрабатываемых материалов уже  давно стало привычной необходимостью. Это обуславливается в первую очередь со сложностью подбора нужного  материала,  с необходимыми механическими  свойствами, для изготовления ответственных  деталей разных узлов и агрегатов. 

Труднообрабатываемые стали и титановые сплавы зачастую являются единственными из возможных материалов,  из которых можно изготовить деталь,  способную работать в данных конкретных условиях.  Поэтому всеми сложностями,  связанными с обработкой подобных сплавов, пренебрегают, в виду безальтернативности выбора материала. В связи с этим очень важно повысить производительность и качество продукции предприятий,  не только выпускаемой в настоящее время,  но и с учетом долговременной перспективы перехода на выпуск более новых и совершенных деталей с одновременным увеличением объемов производства. И в этой связи ответственные крупногабаритные корпусные детали из титановых сплавов являются одними из наиболее трудоемких [5]. 

Особенностью рассматриваемых  деталей является большой объем  снимаемого материала - до 80 %  массы заготовки, в связи с чем доля механической обработки достигает 95 % всей трудоемкости.

Действующая технология механической обработки подобных деталей,  применяемая в настоящее время на Ступинском производственном машиностроительном предприятии СМПП,  представляет собой последовательность отдельных операций с использованием универсальных станков с ручным управлением и с ЧПУ,  оснащенных стандартным режущим инструментом, с ручной загрузкой-выгрузкой. 

Невысокая эффективность производства связана,  в первую очередь,  со значительными затратами на подготовительные и вспомогательные операции, большим количеством ручных операций, операций транспортировки и перегрузки. 

А кадровая ситуация, как и везде, осложняется возрастающим дефицитом квалифицированных рабочих. Так что в рамках существующего производства модернизация оборудования и переоснащение современным инструментом не даст видимых результатов. 

Успешному техническому перевооружению угрожает еще одна болезнь большинства заводов - попытки приобретения «по каталогам» оборудования типовой компоновки,  рассчитанного на обезличенного потребителя. В условиях серийного производства это не позволяет «выжать» из станка и режущего инструмента необходимые точность и производительность.

Достижение существенного экономического, экологического и социального эффекта  возможно только за счет создания качественно  нового интегрированного производства на современной организационно-технической  базе. 

Это производство должно быть сконцентрировано на отдельной производственной площадке и обеспечить выпуск всех типоразмеров корпусных деталей СМПП с возможностью быстрого перехода на выпуск новых изделий. Все работы должны проводиться независимо и без ущерба для основного производства.

Предлагаемая новая концепция  включает:

- максимальную концентрацию и  автоматизацию операций на специальных  многокоординатных станках с  ЧПУ; 

- специальный твердосплавный инструмент  на всех операциях,  в том  числе изготовления внутренних  шлицев;

- унификацию моделей специализированного  оборудования,  систем управления  и организационных подходов.

Иными словами,  предлагается создание гибких технологических модулей. Такой  подход позволяет значительно сократить  инвестиции, занимаемые площади, обеспечить сочетание высокой производительности и быстрой переналадки. Все операции механической обработки и операционного  контроля выполняются при неизменности рабочего места и исполнителей, стираются  границы между серийным и единичным  производством, сокращается длительность производственного цикла. Реорганизация  производства позволит повысить качество выпускаемой продукции за счет увеличения надежности технологического процесса и уменьшения брака, резкого повышения мобильности производства за счет сокращения сроков освоения новой продукции.

Особенно заметно уменьшается  количество персонала. Появляется возможность  и необходимость привлечения  молодых специалистов с высшим образованием в качестве технологов-операторов гибких технологических модулей[6]. 

Базой для их разработки будет проведение НИОКР по оптимизации конструктивных параметров и условий эксплуатации специализированного оборудования и специального режущего инструмента  для токарной и фрезерной обработки  титановых сплавов.  На основании  этих исследований рассчитываются характеристики и разрабатываются технические  задания на специальное оборудование.

Гибкие технологические модули станут основой Интегрированного производства корпусных деталей.

В качестве типовой детали для разработки пилотного технологического процесса предлагается корпус винта для МИ-28Н («ночной охотник») диаметром 920 мм. Традиционная технология механической обработки данной детали,  применяемая  в настоящее время на СМПП, состоит  из 33 операций и 25 переустановок. Общее  штучное время - почти 440 часов, в том числе ручных операций - около 90 часов. Общее количество станков - 8, рабочих - 10.

Суммарная площадь - 320 кв. м. Предлагаемая инновационная технология состоит  всего лишь из четырех операций комплексной  черновой и чистовой механической обработки,  включая черновое и чистовое точение,  растачивание и фрезерование, обработку  шлицев, снятие заусенцев и притупление  острых кромок, маркировку, мойку и  операционный контроль. Окончательный  контроль в ОТК производится на координатно-измерительной  машине.

Такой значительный эффект по производительности сочетается с очень высокой гибкостью  производства,  возможностью в течение 10  минут переналадиться на выпуск других типоразмеров изделий, что обеспечит в дальнейшем существенные преимущества в организации производства и сокращении сроков выполнения заказов.

Общее время механической обработки одной детали -  примерно 110  часов,  один производственный модуль и один оператор.  Расчет проведен из условий выпуска 30 изделий в год в две смены по одному оператору на два станка. 

Следует еще раз подчеркнуть, что  такой значительный эффект может  быть получен только за счет комплексного сочетания трех факторов:  максимальной концентрации и автоматизации операций, научно обоснованного определения  технических характеристик оборудования и применения специально разработанного режущего инструмента на оптимальных  режимах резания.

2 Расчет производственной  программы и обоснование типа  производства

2.1 Исходные данные

Деталь: Втулка.

Технологический процесс механической обработки детали:

005 Заготовительная;

010 Токарно-автоматная;

015 Токарно-револьверная;

020 Внутришлифовальная;

025 Кругло шлифовальная;

Время штучное на изготовление детали: 16,82 минут

Коэффициент выполнения норм: 1.

Режим работы участка: две смены.

Масса детали: 0,22 кг.

Наименование, марка материала: сталь 45.

Заготовка: пруток.

Масса заготовки: 0,3 кг.

Габариты заготовки: 1500х34 мм.

2. Характеристика технологического процесса

Технологический процесс - 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  технологических процессов. Элементарным технологическим процессом или  технологической операцией называется наименьшая часть технологического процесса, обладающая всеми его свойствами. То есть это такой технологический процесс, 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.

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 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 [7].

Установка - часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или сборочной единицы.

Технологическая операция состоит из переходов.

Каждый из перечисленных  видов обработки представляет собой  технологические переходы.

Технологический переход - законченная  часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при  постоянных технологических режимах  и установке. Технологический переход, таким образом, характеризует постоянство  применяемого инструмента, поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых  при сборке, а также неизменность технологического режима.

Например, технологическими переходами будут являться получение отверстия  в заготовке при обработке  спиральным сверлом, получение плоской  поверхности детали фрезерованием  и т.п. Последовательная обработка  одного и того же отверстия в корпусе  редуктора расточным резцом, зенкером и разверткой будет состоять соответственно из трех технологических переходов, поскольку при обработке каждым инструментом образуется новая поверхность.

Индивидуальный маршрут обработки втулки представлен в таблице 1.

Эскиз детали «Втулка» приведен в соответствии с приложением А.

Таблица 1 - Индивидуальный маршрут обработки детали «Втулка»

Определение технически обоснованных норм времени на станочные работы необходимо для выбора варианта технологического процесса,   обеспечивающего выполнение технических требований, предъявляемых к детали, и оптимальных затрат времени на ее изготовление, при которых повышается производительность труда и снижается себестоимость обработки[8].

Норма времени - научно обоснованная, регламентированная величина затрат рабочего времени на производство единицы продукции (работы), определяемая в человеко-часах (минутах, днях).

Норма времени устанавливает затраты  труда одного или нескольких исполнителей, работающих в определенных климатических  и организационно-экономических  условиях.

Норма времени определяется на основе инженерных расчетов и хронометражных измерений.

В ее состав входят нормируемые элементы рабочего времени: основное; вспомогательное; организационного обслуживания; технического обслуживания; на отдых и естественные надобности; время неустранимых перерывов, обусловленных технологическими и  организационными причинами.

Приведем расчеты с нормами времени для каждой операции технологического процесса в таблице 2.

Таблица 2 ‒ Нормы времени на изготовление  детали «Втулка»

Норма времени является базой для разработки нормы выработки, определения трудоемкости продукции.

Своевременный пересмотр  действующих норм времени на основе учета достижений науки и техники, передового опыта, внедрение научно обоснованных норм времени способствуют росту производительности труда, эффективности  производства. [9].

3. Выбор и обоснование типа производства

Тип производства представляет собой комплексную характеристику технических, организационных и  экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и  объемом выпуска продукции. Различают  три типа производства: единичное, серийное, массовое.