Типовые технологии производства


 Н. П. Молоканова





                ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
                ПРОИЗВОДСТВА




 Допущено Методическим советом Учебно-методического центра по профессиональному образованию Департамента образования города Москвы в качестве учебного пособия для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования







  М МОСКВА cfe 2022

УДК 658.5(075.32)
ББК 30.6я723
     М75




Рецензенты:
старший научный сотрудник Государственного Научного Центра РФ физико-энергетического института имени А. И. Лейпунского М. И. Захарова; зам. директора по учебной работе, преподаватель высшей квалификационной категории Обнинского политехнического техникума А. В. Рыдкий; руководитель подразделения системы обеспечения и интеграции по профессиональному образованию Департамента образования города Москвы О. А. Быковец




     Молоканова Н. П.
М75 Типовые технологии производства : учебное пособие / Н. П. Молоканова. - Москва : ФОРУМ, 2022. - 272 с.: ил. -(Профессиональное образование).


        ISBN 978-5-91134-228-9


         Рассмотрены типовые технологии по процессам и по видам производства — деятельности. Представлены процессы гидромеханические, тепловые, массообменные и механические. Описаны технологии литья, обработки металлов давлением, порошковой металлургии и др. Изложены вспомогательные технологии электроснабжения, освещения, кондиционирования и вентиляции.
         Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». Пособие может быть использовано студентам родственных специальностей.

УДК 658.5(075.32)
ББК 30.6я723










ISBN 978-5-91134-228-9

                                      © Молоканова Н.П., 2008
                                      © Издательство «ФОРУМ», 2008

            Предисловие








   Содержание предлагаемого учебного пособия соответствует программе учебной дисциплины «Типовые технологии производства», изучаемой студентами специальности «Автоматизация технологических процессов и производств». Основной задачей данного учебного пособия является ознакомление студентов с основными типами технологий, что необходимо для дальнейшего изучения и понимания специальных дисциплин «Автоматическое управление», «Автоматизация технологических процессов» и др.
   В разделе 1 изложены основные понятия, рассмотрены основные виды и типы производства, классификация технологий. В разделе 2 рассмотрены технологии по самому процессу проведения: гидромеханические (перемещение жидкостей и газов, перемешивание и др.), тепловые (выпаривание, охлаждение и др.), массообменные (абсорбция, дистилляция, ректификация, экстракция, сушка и др.), механические (измельчение, смешивание и др.) процессы. В разделе 3 представлены основные методы проектирования и изготовления литых заготовок, обработка металлов давлением (прокатка, волочение, холодная штамповка и др.), технологические процессы изготовления изделий из металлических порошков и пластических масс, электрофизические, электрохимические и другие методы электроэрозионной обработки, основы технологии упрочняющей обработки и др. Раздел 4 посвящен вспомогательным технологиям электроснабжения, вентиляции, кондиционирования и др.
   Подбор и изложение материала базируются на использовании опыта чтения лекций по данной дисциплине и практических знаниях.

            Введение







   Автоматизация производственных процессов имеет большое значение на современном этапе развития машиностроения и в других отраслях промышленности. Основой автоматизации производства являются технологические процессы (ТП), обеспечивающие высокую производительность, надежность, качество и эффективность изготовления изделий и протекания процессов. В связи с этим особое значение приобретают прогрессивные высокопроизводительные способы и методы изготовления, обработки и сборки, используемые при проектировании автоматизированных систем.
   Повышению эффективности автоматизированной разработки ТП во многом способствует рациональное сочетание типовых и индивидуальных технологических решений на всех стадиях проектирования, а также высокий уровень стандартизации и унификации изделий, оборудования и самих ТП, позволяющих создавать и использовать соответствующие базы данных на основе информационных технологий.
   Внедрение гибкой технологии (технологии переналаживаемого производства) с широким использованием компьютерной техники и переналаживаемых средств автоматизации позволяет быстро и эффективно проектировать ТП на изготовление новых изделий. Методы типовой и групповой технологий, позволяющие свести к минимуму индивидуальные разработки, широко используют при автоматизации технологических процессов и производств (ТПП).
   Типизация ТП является одним из основных направлений технологической унификации наряду с методом групповой технологии. И типизация ТП, и метод групповой технологии являются основными направлениями унификации технологических решений, повышающих эффективность производства. Типовые технологии разрабатывают как для конкретных производственных условий, так и для перспективного развития производства, предусматривающие дальнейшее совершенствование производства с учетом развития науки и техники в области технологий.

            Раздел 1
            ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ТИПЫ И ВИДЫ ПРОИЗВОДСТВА, КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ









1.1. Основные понятия

   Каждое производство имеет определенную организационную структуру своих подразделений, в каждом из которых и на производстве в целом происходят производственные процессы. Внутреннее содержание и функционирование каждого из этих процессов определяется их технологией или технологическим процессом.
   Слово «технология» — «technelogos — мастерство, учение» это совокупность знаний о способах и средствах проведения производственных процессов, а также самые процессы (технологические процессы), при которых происходит качественное изменение обрабатываемого объекта. Другими словами, технология — это наука о способах и методах реализации производственных процессов различной физической природы.
   Процесс рассматривается как последовательная смена явлений, состояний, стадий развития и т. д. или как совокупность последовательных действий для достижения какого-либо результата.
   Структура любого процесса определяется техническими (технологическими и организационными) свойствами его элементов. Различают процессы: непрерывный, дискретный, производственный, технологический.
   Процесс непрерывный — процесс, в котором значения параметров изменяются постоянно и монотонно.

Раздел 1. Основные понятия, типы и виды производства...

    Процесс дискретный — прерывистый процесс, состоящий из отдельных частей.
    Процесс производственный — совокупность всех действий, осуществляемых для получения готовой продукции.
    Процесс технологический — процесс, в ходе которого решаются задачи технологии, т. е. предусматривает преобразование исходного сырья, изделий и т. д. с целью получения готовой продукции.



1.2. Типы и виды производства

   Различие в программе выпуска изделий привело к условному разделению производства на три типа: единичное, серийное и массовое.
   Единичное производство — изготовление единичных не повторяющихся экземпляров продукции или с малым объемом выпуска, что аналогично признаку не повторяемости технологического цикла в данном производстве. Продукцией единичного производства являются изделия, не имеющие широкого применения (это опытные образцы машин, тяжелые прессы и т. д.).
   Серийное производство — периодическое технологически непрерывное изготовление требуемого количества одинаковой продукции в течение продолжительного промежутка времени. Производство изделий осуществляется партиями. В зависимости от объема выпуска этот тип производства делят на мелко-, средне-, крупносерийное производство. Например, выпускаемые периодически повторяющимися партиями металлорежущие станки, насосы, редукторы и т. п.
   Массовое производство — технологически и организационно непрерывное производство узкой номенклатуры изделий в больших объемах по неизменяемым чертежам в течение длительного времени, когда на большинстве рабочих мест выполняется одна и та же операция. Например, изготовление автомобилей, тракторов, электродвигателей и т. п.
   Отнесение производства к тому или иному типу определяется не только объемом выпуска, но и особенностями самих изделий. Например, изготовление опытных образцов наручных часов в количестве нескольких тысяч штук в год будет представлять единичное производство. В то же время изготовление тепловозов

1.2. Типы и виды производства

7

при объеме выпуска нескольких штук можно считать серийным производством.
   Об условности деления производства на три типа говорит и то, что обычно на одном и том же заводе, а нередко в одном и том же цехе одни изделия изготовляются единицами, другие — периодически повторяющимися партиями, третьи — непрерывно. Следовательно, на одном и том же заводе и даже в цехе могут быть совмещены три типа производства. Это во многом зависит от продолжительности операционного технологического процесса изготовления изделий. Поэтому отнесение производства завода или цеха к одному из типов обычно делается по преобладающему типу производства.
   Для определения типа производства можно использовать коэффициент закрепления операций
К,о = n от/ М,
где nот — число различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению на участке или в цехе в течение месяца;
   М — число рабочих мест участка или цеха.
   В соответствии со стандартами рекомендуемые Кз<₎:
   • для единичного производства — свыше 40;
   • для мелкосерийного производства — от 20 до 40 включительно;
   • для среднесерийного производства — от 10 до 20 включительно;
   • для крупносерийного производства — от 1 до 10 включительно;
   • для массового производства — 1.
   Например, если на производстве 20 единиц металлорежущего станка (оборудования), а количество операций различных технологических процессов, выполняемых на данном участке, — 60, то коэффициент закрепления операций Кз<₎ = 60/20 = 3, что означает крупносерийный тип производства.
   Таким образом, тип производства с организационной точки зрения характеризуется средним числом операций, выполняемых на одном рабочем месте, а это, в свою очередь, определяет степень специализации и особенности используемого оборудования.
   Ориентировочно тип производства можно определить в зависимости от объема выпуска и массы изготовляемых изделий (табл. 1.1).

Раздел 1. Основные понятия, типы и виды производства...

Таблица 1.1. Ориентировочные данные для определения типа производства

               Число тяжелых деталей од- Число средних деталей од- Число легких деталей одноПроизводство   ного типоразмера(массой    ного типоразмера(массой    го типоразмера (массой  
               более 100 кг) в год       свыше 10 до 100 кг) в год      до 10 кг) в год      
Единичное      До 5                      До 10                     До 100                    
Мелкосерийное  От 5 до 100               От 10 до 200              От 100 до 500             
Среднесерийное От 100 до 300             От 200 до 500             От 500 до 5000            
Крупносерийное От 300 до 1000            От 500 до 5000            От 5000 до 50 000         
Массовое       От 1000                   От 5000                   От 50 000                 

   Производственные процессы делятся на два вида: поточный и непоточный.
   Поточное производство характеризуется непрерывностью и равномерностью. В поточном производстве заготовка после завершения первой операции без задержки передается на вторую операцию, затем на третью ит. д., а изготовленная деталь сразу же поступает на сборку. Таким образом, изготовление деталей и сборка изделий находятся в постоянном движении, причем скорость этого движения подчинена такту выпуска в определенный промежуток времени.
   Понятие «поточность производства» относится к процессу изготовления детали, изделия, продукции, а не к режиму работы технологического оборудования. При поточной организации производства максимально загруженным, т. е. наиболее непрерывно работающим, будет оборудование только лимитирующей по времени операции. Остальное оборудование из-за несинхрон-ности этапов и стадий данного процесса может иметь разные коэффициенты загрузки.
   Непоточное производство характеризуется неравномерным движением полуфабриката в процессе изготовления изделия, т. е. технологический процесс изготовления изделия прерывается вследствие различной продолжительности выполнения операций, а полуфабрикаты накапливаются у рабочих мест на складах. Сборку изделий начинают лишь при наличии на складах полных комплектов деталей. В непоточных производствах отсутствует

1.2. Типы и виды производства

9

такт выпуска, а производственный процесс регулируется графиком, составленным с учетом плановых сроков и трудоемкости изготовления изделий.
    Каждый вид производства имеет свою область использования, поточный вид производства встречается в массовом производстве, а непоточный вид организации производства присущ единичному и серийному производству.
    Организационные принципы поточного вида производственных процессов используют зачастую в крупносерийном производстве при изготовлении изделий, имеющих конструктивно-технологическое подобие. Это определяет общность технологических процессов изготовления изделий, что позволяет изготавливать их поточными методами с переналадкой оборудования при переходе от изделия одного наименования к изделию другого наименования с отличным от предыдущего тактом выпуска. Таким образом, такт или скорость поточного производства могут быть не только постоянными, но и переменными, а также непрерывно изменяющимися по требуемому закону. Такой вид организации производственного процесса получил название переменно-поточного.
    Каждое производство (предприятие) обладает определенной производственной мощностью, под которой понимается максимально возможный выпуск продукции установленной номенклатуры и количества, который может быть осуществлен за определенный период времени при установленном режиме работы. Различают действительную и проектную мощности.
    Проектная мощность есть установленная в проекте строительства или реконструкции производства производственная мощность, которая должна быть достигнута при условии обеспечения производства принятыми в проекте средствами производства, кадрами и организацией производства.
    Производственная мощность действующего производства (действительная мощность) не является постоянной и зависит от технического уровня работающих, уровня использования основных и оборотных фондов, сменности работы, уровня механизации и автоматизации производства и других факторов. Изготовление любых изделий занимает определенное время.
    Для выполнения производственного процесса должны быть соответствующим образом оборудованы рабочие позиции (места). В машиностроительном производстве используют производственное оборудование, которое по характеру выполняемой работы делят на основное (технологическое) и вспомогательное.

Раздел 1. Основные понятия, типы и виды производства...

К основному относят оборудование, непосредственно выполняющее операции технологического процесса. Вспомогательное оборудование не участвует непосредственно в технологическом процессе изготовления изделий, но выполняет обслуживание основного оборудования.


1.3. Классификация технологий

   Технологии классифицируются по различным признакам.
   Технологии по видам производства — деятельности подразделяются следующим образом:
   •  технологии машиностроения;
   •  экономики;
   •  организации производства:
     1) заготовительное производство (металлургия, прокат, термическая обработка и т. д.);
     2) технологии формообразования (резание, злектроэрозион-ная и электрохимическая обработки);
     3) инструментальное производство;
     4) механосборочное производство;
     5) технологии получения неразъемных соединений;
     6) специальные виды технологий (технология взрыва, нанесения покрытий, нанотехнологии и т. д.;
     7) метрология;
     8) неразрушающие методы контроля и испытаний;
     9) автоматизация и компьютеризация технологических процессов;
     10) технологии в области энергетики (энергосберегающие и обеспечивающие технологии) и другие.
   Технологии подразделяются по самому процессу проведения на:
   •  гидромеханические (перемещения, смешивания, центрифугирования, фильтрации, очистки жидкостей и газов);
   •  тепловые (нагревания, охлаждения, выпаривания, кристаллизации);
   •  массообменные (ректификации, адсорбции, абсорбции, сушки, экстракции);
   •  механические (перемещения твердых материалов, дозирования, измельчения).