Основы технологической подготовки производства

ОСНОВЫ 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ 
ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

Москва
ИНФРА-М
2020

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вузов, обучающихся 
по направлениям подготовки 
15.03.01 «Машиностроение»,
12.03.05 «Лазерная техника 
и лазерные технологии»

Е.Б. ВОТИНОВА
М.П. ШАЛИМОВ
А.М. ФИВЕЙСКИЙ

УДК [621.791+658.512](075.8)
ББК 30.61я73
 
В79

Вотинова Е.Б.
В79  
Основы технологической подготовки производства : учебное пособие / Е.Б. Вотинова, М.П. Шалимов, А.М. Фивейский. — Москва : 
ИНФРА-М, 2020. — 168 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI 10.12737/1027837.

ISBN 978-5-16-015365-0 (print)
ISBN 978-5-16-107816-7 (online)

В учебном пособии приведены основные сведения о назначении, содержании, основных принципах и организации технологической подготовки сварочного производства. Рассмотрены виды технологических документов, их назначение и содержание; 
основы разработки технологического процесса изготовления сварных конструкций. 
Особое внимание уделяется отработке конструкции на технологичность.
Внимательное изучение материала учебного пособия подготовит специалиста 
к проектированию сварной конструкции с требуемыми точностью и надежностью при 
заданных производительности и экономической эффективности, а также к разработке 
технологических процессов сварки, обеспечивающих получение сварных соединений 
с требуемыми свойствами надежности и безопасной эксплуатации сварного изделия.
Предназначено для студентов направлений подготовки 15.03.01 «Машиностроение», 12.03.05 «Лазерная техника и лазерные технологии», может быть полезно учащимся лицеев, колледжей, профессионально-технических училищ и техникумов.

УДК [621.791+658.512](075.8)
ББК 30.61я73

Р е ц е н з е н т ы:
лаборатория порошковых, композиционных и наноматериалов Института металлургии Уральского отделения Российской академии наук (заведующий лабораторией 
доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Гельчинский Б.Р.); 
Мазуровский В.Л., кандидат химических наук, главный сварщик ОАО «Уралэнергоремонт»;

Н а у ч н ы й  р е д а к т о р:
Березовский А.В., кандидат технических наук, доцент 

Авторы благодарят за проведенную экспертизу учебного пособия 
старшего преподавателя кафедры «Технология сварочного производства» 
И.Ю. Матушкину и кандидата технических наук, доцента Г.М. Сюкасева

ISBN 978-5-16-015365-0 (print)
ISBN 978-5-16-107816-7 (online)

© Вотинова Е.Б., Шалимов М.П., 
Фивейский А.М., 2020
© Уральский федеральный университет 
имени первого Президента России 
Б.Н. Ельцина, 2017, 2020

Данная книга доступна в цветном исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium.com

Введение

С

овременное машиностроительное производство представляет 
собой сочетание различных процессов, средств производства, 
служб и подразделений со сложными технико-экономическими и организационными связями. Поэтому запуску любого производства всегда 
предшествует большая и трудоемкая подготовительная работа. Техническая подготовка любого производства, в том числе и сварочного, представляет собой комплекс мероприятий по проектированию и освоению 
производства новых и совершенствованию выпускаемых конструкций 
с использованием наиболее прогрессивных методов и средств производства. В рамках технической подготовки можно выделить несколько различных направлений, основными из которых являются конструкторское и технологическое, тесно взаимосвязанные между собой.
Свойства и назначение объекта производства (конструкции или изделия), особенности технологии его изготовления в основном определяют организационную структуру предприятия и характер его производственного цикла. Поэтому в подготовительный период особенно 
большое значение приобретает правильная организация и проведение 
технологической подготовки производства (ТПП), которая по удельному весу в общем объеме подготовки по трудоемкости и стоимости 
составляет от 20 до 70 % (табл. I). Эти затраты непрерывно увеличиваются с усложнением новых конструкций и необходимостью сокращения сроков освоения их производства [1].

Таблица I 
Объем ТПП в общей подготовке производства 

Характер производства
Доля ТПП в объеме производства, %
Мелкосерийное
Единичное
20–25

Серийное
40–45
Крупносерийное
Массовое
60–70

Введение

В целом технологическая подготовка производства представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятий к выпуску изделий заданного 
качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах.
Технологическая готовность производства — наличие на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными 
технико-экономическими показателями.
Основной задачей технологической подготовки производства, определяющей главное ее направление, является разработка прогрессивного 
технологического процесса и обеспечение его необходимым технологическим оснащением, технически и экономически наиболее соответствующим данным производственным условиям.
Технологическая подготовка серийного производства включает разнообразные по характеру, сложные и трудоемкие работы. Например, 
проектирование новых технологических процессов связано с необходимостью предварительного проведения экспериментальных исследований, сложных расчетов при создании специального оборудования 
и оснастки. Велик объем и выпускаемой технологической документации. В то же время на технологическую подготовку производства, 
несмотря на ее сложность, большую трудоемкость и ответственность, 
устанавливают весьма сжатые сроки, а качество всех работ оказывает решающее влияние на технико-экономические показатели серийного производства. Каждое частное решение затем многократно реализуется в серийном производстве, следовательно, каждое неудачное 
решение при ТПП неизбежно приведет к появлению многократно 
повторяющихся сложностей при реализации технологического процесса или неудовлетворительных результатов. Например, неправильно выбранный способ или режим сварки, неверно спроектированная 
и изготовленная технологическая оснастка являются распространенными причинами проблем, возникающих при выполнении технологических операций или появлении брака. Выбор недостаточно точного метода контроля сопровождается появлением необнаруженного 
дефекта и передачей дефектной конструкции на последующие этапы 
технологического процесса и в эксплуатацию [1; 2].
Правильные и прогрессивные решения при ТПП в значительной 
степени определяются качеством принятых конструкторских разра

Введение

боток в проектируемом изделии. Поэтому технологическая подготовка производства включает:

технологическую отработку конструкции изделия на техноло
гичность;

проектирование, отработку и освоение наиболее прогрессивных 

технологических процессов изготовления элементов и изделия 
в целом, разработку необходимой документации;

проектирование, изготовление и отладку специализированных 

и специальных видов технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации.

Все эти работы выполняют в определенной последовательности 

и в сроки, определяемые общим графиком подготовки производства. 
Технологическая подготовка, как правило, начинается со второго этапа проектирования конструкции изделия (рис. I) [3]. Календарное время выполнения всех работ по подготовке составляет цикл подготовки производства.

12

11

10

11
, : :  

1
2

3

4
5

6

7
8

9

9

Рис. I. Схема взаимодействия конструкторского и технологического бюро 

при технологической подготовке производства 

В свою очередь, конкретное содержание и общий объем работ 

по технологической подготовке зависит от заданного объема и программы выпуска изделий, степени сложности и новизны конструкции, 
качества технологической отработки изделия в процессе его проектирования и изготовления опытных образцов, уровня кооперирования 
производства и других факторов.

В связи с этим большое значение приобретает учет особенностей 

того или иного производства. Это наиболее важно для авиационной 
техники, химического машиностроения и других отраслей, отличающихся как небольшой программой выпуска продукции, так и высо

кой сложностью изделий, многономенклатурностью составляющих 
их элементов, используемых материалов и технологических процессов, частой сменой объектов производства и кратковременностью сроков освоения.
Все принимаемые технологические решения должны основываться не только на инженерных расчетах, но и на действующих нормативных документах, так как во многом именно они являются источником технической информации, проверенной многолетним опытом 
работы специалистов в разных областях знаний.
В целом технологическая подготовка призвана обеспечить общий 
технический прогресс производства, высокие технико-экономические 
показатели работы предприятий в соответствии с принятыми планами по выпуску изделий [2].

Введение

1. Нормативные документы, 
определяющие деятельность 
инженера-технолога

1.1. Современная система нормативных документов

1.1.1. Действующая система нормативных документов в РФ
За 

рубежом уже в начале 80-х гг. пришли к выводу, что успех 
бизнеса определяется, прежде всего, качеством продукции 
и услуг. При обследовании 200 крупных фирм США ответили 80 % 
опрошенных, что качество является основным фактором реализации 
товара по выгодной цене. Отсюда вывод: овладение методами обеспечения качества, базирующимися на триаде — стандартизация, метрология, сертификация, является одним из главных условий выхода 
поставщика на рынок с конкурентоспособной продукцией (услугой), 
а значит, и коммерческого успеха [4].
Сегодня изготовитель и его торговый посредник, стремящиеся 
поднять репутацию торговой марки, победить в конкурентной борьбе, выйти на мировой рынок, заинтересованы в выполнении как 
обязательных, так и рекомендуемых требований стандарта. В этом 
смысле стандартизация является частью современной предпринимательской стратегии. Ее влияние и задачи охватывают все сферы 
общественной жизни. Так, стандарты на процессы и документы 
(управленческие, товаросопроводительные, технические) содержат те «правила игры», которые должны знать и выполнять специалисты промышленности и торговли для заключения взаимовыгодных сделок [4].
Стандартизация — деятельность по разработке (ведению), утверждению, изменению (актуализации), отмене, опубликованию и применению документов по стандартизации и иная деятельность, на

1. Нормативные документы, определяющие деятельность инженера-технолога

правленная на достижение упорядоченности в отношении объектов 
стандартизации [5].
Таким образом, стандартизация направлена на разработку и установление требований, норм, правил, характеристик как обязательных 
для выполнения, так и рекомендуемых, и обеспечивает право потребителя на приобретение товаров надлежащего качества за приемлемую цену, а также право на безопасность и комфортность труда [4].
Стандартизация позволяет достигать оптимальной степени упорядочения в той или иной области посредством широкого и многократного использования установленных положений, требований, норм 
для решения реально существующих, планируемых или потенциальных задач.
Эффективно работающий мировой рынок — это экономическое 
пространство, в котором свободно перемещаются через границы государств товары, капитал, трудовые ресурсы, информация туда, где 
для них складываются более выгодные условия [4].
Создание такого рынка возможно, если государства будут принимать 
меры, направленные на устранение тарифных и технических (нетарифных) барьеров. Под техническим барьером понимаются различия в требованиях национальных и международных (зарубежных) стандартов, 
приводящие к дополнительным по сравнению с обычной коммерческой практикой затратам средств и/или времени для продвижения товаров на соответствующий рынок.
Таким образом, стандартизация является инструментом обеспечения не только конкурентоспособности, но и эффективного партнерства изготовителя, заказчика и продавца на всех уровнях управления [4].
В основе программ по преодолению технических барьеров лежит деятельность государств в области технического регулирования. Согласно ФЗ № 184 «О техническом регулировании», техническое регулирование — правовое регулирование отношений в области установления, 
применения и исполнения обязательных требований к продукции, 
процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, а также в области установления и применения 
на добровольной основе требований к продукции, процессам производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации, выполнению работ или оказанию услуг и правовое регулирование отношений в области оценки соответствия [6].

1.1. Современная система нормативных документов

В этом громоздком определении, представленном в Федеральном 
законе, просматриваются главные элементы технического регулирования:
установление, применение и исполнение обязательных требований к продукции и процессам жизненного цикла продукции 
(ЖЦП). Реализуется через принятие и применение технических 
регламентов на продукцию и правила метрологии;
установление и применение на добровольной основе требований к продукции, процессам ЖЦП, выполнению работ или оказанию услуг. Реализуется через стандартизацию.
правовое регулирование в области оценки соответствия. Реализуется через оценку соответствия (сертификацию и декларирование соответствия, государственный контроль и надзор, аккредитацию, испытание, регистрацию).
Объектами технического регулирования являются продукция, процессы жизненного цикла продукции, работы и услуги (табл. 1) [6].

Таблица 1 
Сущность технического регулирования: правовое регулирование  
отношений в области качества 

Элементы технического  
регулирования
Обеспечивающие документы  
и процедуры
Установление обязательных требований к продукции или связанных 
с нею процессами
Принятие технических регламентов

Установление и применение на добровольной основе требований 
к продукции
Стандартизация

Техническое законодательство — совокупность правовых норм, регламентирующих требования к техническим объектам: продукции, 
процессам ее жизненного цикла, работам (услугам) и контроль (надзор) за соблюдением установленных требований [6].
Технический регламент — это документ, который является носителем обязательных требований. До 2003 г. в нашей стране отсутствовали эти документы. По мере принятия технических регламентов на те 
или иные объекты государственные стандарты на эти объекты будут 
приобретать добровольный характер.

1. Нормативные документы, определяющие деятельность инженера-технолога

Стандартизация осуществляется на разных уровнях. Уровень стандартизации различается в зависимости от того, участники какого географического, экономического, политического региона мира принимают стандарт.
Международная стандартизация — стандартизация, участие в которой открыто для национальных органов по стандартизации всех стран мира [7].
Региональная стандартизация — стандартизация, участие в которой 
открыто для национальных органов стран только одного географического, политического или экономического региона мира [7].
Региональная и международная стандартизации осуществляются 
специалистами стран, представленных в соответствующих региональных и международных организациях.
Международные и региональные стандарты отражают передовой 
опыт экономически развитых стран мира, результаты научных исследований, требования широкого круга потребителей и государственных органов и представляют собой правила, общие принципы или 
характеристики для большинства стран, поэтому применение международных (региональных) стандартов при разработке национальных 
стандартов является одним из важных условий выхода отечественной 
продукции на мировой рынок.
Национальная стандартизация — стандартизация, которая проводится на уровне одной конкретной страны. При этом национальная стандартизация также может осуществляться на разных уровнях: на государственном, отраслевом, в том или ином секторе экономики, на уровне 
ассоциаций, производственных фирм, предприятий и учреждений [7].
Национальная система стандартизации (НСС) — механизм обеспечения согласованного взаимодействия участников работ по стандартизации на основе принципов стандартизации при разработке (ведении), 
утверждении, изменении (актуализации), отмене, опубликовании 
и применении документов по стандартизации, с использованием нормативно-правового, информационного, научно-методического, финансового и иного ресурсного обеспечения [5].
В зависимости от специфики объекта стандартизации и содержания устанавливаемых к нему требований разрабатывают стандарты 
следующих видов [7]:
стандарты основополагающие;
стандарты на термины и определения;
стандарты на методы контроля (испытаний, измерений, анализа);