ЕСКД (Единая система конструкторской документации)

Общие положения

Единая система конструкторской документации – комплекс стандартов, устанавливающих взаимосвязанные нормы и правила по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, изготовлении, эксплуатации, ремонте и др.).

Конструкторская документация является товаром и на нее распространяются все нормативно-технические акты, как на товарную продукцию

Основное назначение стандартов ЕСКД состоит в установлении единых оптимальных правил выполнения, оформления и обращения конструкторской документации, которые обеспечивают:

1) применение современных методов и средств при проектировании изделий;

2) возможность взаимообмена конструкторской документацией без ее переоформления;

3) оптимальную комплектность конструкторской документации;

4) механизацию и автоматизацию обработки конструкторских документов и содержащейся в них информации;

5) высокое качество изделий;

6) наличие в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность использования изделий для жизни и здоровья потребителей, окружающей среды, а также предотвращение причинения вреда имуществу;

7) возможность расширения унификации и стандартизации при проектировании изделий;

8) возможность проведения сертификации изделий;

9) сокращение сроков и снижение трудоемкости подготовки производства;

10) правильную эксплуатацию изделий;

11) оперативную подготовку документации для быстрой переналадки действующего производства;

12) упрощение форм конструкторских документов и графических изображений;

13) возможность создания единой информационной базы автоматизированных систем (САПР, АСУП и др.);

14) гармонизацию с соответствующими международными стандартами.

Виды изделий

Изделием называется любой предмет или набор предметов производст­ва, подлежащих изготовлению на предприятии.

Изделия, в зависимости от их назначения, делят на изделия основного производства и на изделия вспомогательного производства.

К изделиям основного производства следует относить изделия, предна­значенные для поставки (реализации).

К изделиям вспомогательного производства следует относить изделия, предназначенные только для собственных нужд предприятия (объединения), изготовляющего их.

Изделия, предназначенные для поставки (реализации) и одновременно используемые для собственных нужд предприятием, изготовляющим их, следу­ет относить к изделиям основного производства.

Устанавливаются следующие виды изделий:

а) детали;

б) сборочные единицы;

в) комплексы;

г) комплекты.

Изделия, в зависимости от наличия или отсутствия в них составных час­тей, делят на:

а) неспецифицированные (детали) - не имеющие составных частей;

б) специфицированные (сборочные единицы, комплексы, комплекты) - состоящие из двух и более составных частей.

К покупным относятся изделия, не изготовляемые на данном предпри­ятии, а получаемые им в готовом виде, кроме получаемых в порядке коопери­рования.

К изделиям, получаемым в порядке кооперирования, относят составные части разрабатываемого изделия, изготовляемые на другом предприятии по конструкторской документации, входящей в комплект документов разрабаты­ваемого изделия.

Виды конструкторских документов

К конструкторским документам (именуемым в дальнейшем словом "до­кументы") относят графические и текстовые документы, которые в отдельности или в совокупности определяют состав и устройство изделия и содержат необ­ходимые данные для его разработки или изготовления, контроля, приемки, экс­плуатации и ремонта.

Основные надписи

В графах основной надписи и дополнительных графах (номер граф на форме показаны в скобках) указывают:

в графе 1 - наименование изделия (в соответствии с требованиями ГОСТ 2.109-73), а также наименование документа, если этому документу присвоен код. Для изделия народнохозяйственного назначения допускается не указывать название документа, если его код определен ГОСТ 2.102-68, ГОСТ 2.601-68, ГОСТ 2.602-68, ГОСТ 2.701-84;

в графе 2 - обозначение документа;

в графе 3 - обозначение материала детали (графу заполняют только на чертежах деталей);

в графе 4 - литеру, присвоенную документу (графу заполняют последо­вательно, начиная с крайней левой клетки);

Допускается для изделий народнохозяйственного назначения в рабочей конструкторской документации литеру проставлять только в спецификациях и технических условиях;

в графе 5 - массу изделия по ГОСТ 2.109-73;

в графе 6 - масштаб (проставляется в соответствии с ГОСТ 2.302-68 и ГОСТ 2.109-73);

в графе 7 - порядковый номер листа (на документах состоящих из одно­го листа, графу не заполняют);

в графе 8 - общие количество листов (графу заполняют только на первом

листе);

в графе 9 - наименование или различительный индекс предприятия, вы­пускающего документ (графу не заполняют если различительный индекс со­держится в обозначении документа);

в графе 10 - характер работы, выполняемой лицом, подписывающим до­кумент. Свободную строку заполняют по усмотрению разработчика, например: "Начальник отдела", "Начальник лаборатории", "Рассчитал";

в графе 11 - фамилия лиц, подписавших документ;

в графе 12 - подписи лиц, фамилии.

Подписи лиц, разработавших данный документ и ответственные за нор- моконтроль, являются обязательными.

При отсутствии титульного листа допускается подпись лица, утвердив­шего документ, размещать на свободном поле первого или заглавного листа до­кумента в порядке, установленном для титульных листов по ГОСТ 2.105 -79.

Если необходимо на документе наличие визы должностного лица, то их размещают на поле для подшивки первого или заглавного листа документа;

в графе 13 - дату подписания документа;

в графе 14 - 18 - графы таблицы изменения, которые заполняются в со­ответствии с требованиями ГОСТ 2.503-74;

в графе 19 - инвентарный номер подлинника по ГОСТ 2.501-88;

в графе 20 - подпись лица, принявшего подлинник в отдел (бюро) тех­нической документации, и дату приемки;

в графе 21 - инвентарный номер подлинника, взамен которого выпущен данный подлинник по ГОСТ 2.503-74;

в графе 22 - инвентарный номер дубликата по ГОСТ 2.502-68;

в графе 23 - подпись лица, принявшего дубликат в отдел (бюро) техни­ческой документации, и дату приемки;

в графе 24 - обозначение документа, взамен или на основании которого выпущен данный документ. Допускается также использовать графу для указа­ния обозначения документа аналогичного изделия, для которого ранее изготов­лена технологическая оснастка, необходимая для данного изделия;

в графе 25 - обозначение соответствующего документа, в котором впер­вые записан данный документ;

в графе 26 - обозначение документа, повернутое на 180° для формата А4 и для формата больше А4 при расположении основной надписи вдоль длинной стороны листа и на 90° для формата больше А4 при расположении основной надписи вдоль короткой стороны листа;

в графе 27 - знак, установленный заказчиком в соответствии с требова­ниями нормативно-технической документации и проставляемый представите­лем заказчика;

в графе 28 - номер решения и год утверждения документации соответст­вующей литере;

в графе 29 - номер решения и год утверждения документации; в графе 30 - индекс заказчика в соответствии с нормативно-технической документацией;

в графе 31 - подпись лица, копировавшего чертеж;

в графе 32 - обозначение формата листа по ГОСТ 2.301-68;

в графе 33 - обозначение зоны, в которой находится измененная часть изделия;

в графе 34 - номера авторских свидетельств на изобретения, использо­ванные в данном изделии.

Основные надписи, дополнительные графы к ним и рамки выполняют сплошными основными и сплошными тонкими линиями по ГОСТ 2.303-68.

Основные надписи располагают в правом нижнем углу конструкторских документов.

На листах формата А4 по ГОСТ 2.301-68 основные надписи располага­ются вдоль короткой стороны листа.

Таблица изменений в основной надписи при необходимости может про­должаться вверх или влево от основной надписи (при наличии графы 33 - влево от нее).

При расположении таблицы изменений слева от основной надписи на­именование граф 14-18 повторяют.

Для быстрого нахождения на чертеже (схеме) составной части изделия или его элемента рекомендуется разбивать поле чертежа (схемы) на зоны. От­метки, разделяющие чертеж (схему) на зоны, рекомендуется наносить на рас­стоянии, равном одной из сторон формата А4.

Отметки наносят:

по горизонтали - арабскими цифрами справа налево;

по вертикали - прописными буквами латинского алфавита снизу вверх.

Зоны обозначаются сочетанием цифр и букв, например: 1А, 2А, ЗА, 1 В, 2В, ЗВ и т.д.

На чертежах (схемах) с одним обозначением, выполненных на несколь­ких листах, нумерация зон по горизонталь должна быть сквозной в пределах всех листов.

Эксплуатационные документы

Эксплуатационные документы (ЭД) предназначены для эксплуатации изделий, ознакомления с их конструкцией, изучения правил эксплуатации (ис­пользования по назначению, технического обслуживания, текущего ремонта, хранения и транспортирования), отражения сведений, удостоверяющих гаран­тированные изготовителем значения основных параметров и характеристик (свойств) изделия, гарантий и сведений по его эксплуатации за весь период (длительность и условия работы, техническое обслуживание, ремонт и другие данные), а также сведений по его утилизации: Руководство по эксплуатации, инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке изделия, формуляр, паспорт, этикетка, каталог деталей и сборочных единиц, нормы расхода запас­ных частей, нормы расхода материалов, ведомость комплекта запасных частей, инструмента и принадлежностей (ЗИП), учебно-технические плакаты Ведо­мость эксплуатационных документов.

В ЭД, поставляемой с изделием, должна в обязательном порядке в лю­бом случае содержаться следующая информация:

- наименование и номер стандарта, обязательным требованиям которого должно соответствовать изделие;

- основные сведения, технические данные и потребительские свойства;

- правила и условия эффективного и безопасного использования, хране­ния, транспортирования и утилизации;

- ресурс, срок службы и сведения о необходимых действиях потребителя по его истечении и также о возможных последствиях при невыполнении ука­занных действий;

- гарантии изготовителя (поставщика);

- сведения о сертификации (при наличии);

- сведения о приемке.

В качестве самостоятельных приложений к документам относят:

- памятки по обращению с изделием;

- инструкции для отдельных специалистов обслуживающего персонала;

- инструкции по мерам безопасности;

- инструкции по проверке специальных контрольно-измерительных при­боров и оборудования;

- инструкции по проведению специальных работ, проверок и испытаний изделий на промежуточных пунктах (базах, складах);

- специальные формуляры (например, формуляр шумности, по аварийно- спасательному обеспечению);

- специальные инструкции (например, инструкции по защите информа­ции, инструкции по переводу изделия в категорию утилизируемого);

- ведомости (например, ведомости размещения ЗИП, имущества);

- нормировочные документы (например, нормы времени, трудоемкости выполнения отдельных работ);

- сервисные книжки по обслуживанию изделия, гарантийные талоны;

- спецификации комплектов специального назначения.

Для изделий, разрабатываемых по заказу Министерства обороны, но­менклатуру, структуру и содержание приложений согласовывают с ним: РЭ ру­ководство по эксплуатации, ИМ инструкция по монтажу, пуску, регулированию и обкатке изделия, ФО формуляр, ПС паспорт, ЭТ этикетка, КДС Каталог дета­лей и сборочных единиц, НЗЧ Нормы расхода запасных частей, НМ Нормы расхода материалов, ЗИ Ведомость, ЗИП УП Учебно-технические плакаты, ВЭ Ведомость эксплуатационных документов, ИМ составляют на монтаж, пуск, ре­гулирование и обкатку изделия на месте его применения и в случае, если эти требования нецелесообразно или невозможно изложить в РЭ, ЭТ составляют на изделия, для которых данные, необходимые для эксплуатации, не превышают пять - шесть основных показателей. Для подтверждения этих показателей нет необходимости составлять ФО (ПС) и технически их невозможно и нецелесо­образно маркировать на изделии КДС составляют на изделия, для которых в те­чение времени эксплуатации предусмотрены неоднократный ремонт и замены составных частей Под НЗЧ на период эксплуатации одного изделия понимают среднее ожидаемое за этот период количество замен составных частей из-за от­казов и выработки ресурса Под НМ на период эксплуатации понимают среднее ожидаемое за этот период количество материалов ЗИ составляют на изделия, с которыми совместно поставляют прилагаемые к ним комплекты ЗИП, а так же наборы ЗИП, поставляемые отдельно от изделия, для эксплуатации которых предназначается ЗИП (например ЗИП одиночный, групповой, ремонтный и др.). Если количество наименований изделий и материалов незначительно, то ЗИ до­пускается не разрабатывать, а их номенклатуру перечисляют в формуляре или паспорте УП разрабатывают по ГОСТ 2.605 ВЭ составляют на изделия, в ком­плект эксплуатационных документов которых входят два и более самостоя­тельных эксплуатационных документов

Оформление ЭД

Оформление ЭД осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 2.105 с учетом особенностей, изложенных в настоящем приложении.

Все ЭД на изделия, поставляемые заказчику, брошюруют в прочные папки, обклеенные водонепроницаемым материалом, с легкоразъемными креп­лениями (замками). Ширина корешка папки должна обеспечивать возможность наклейки прозрачного кармана для помещения в нем ярлыка с обозначением документа и номером раздела (разделов).

Устройство механизма крепления листов в папке должно исключать возможность его самопроизвольного раскрытия и выпадения листов при работе с документами.

Комплектование документов РЭ и КДС производят по разделам (под­разделам) или по темам изготовители документации. В одну папку можно бро­шюровать документ целиком или несколько разделов (тем) документа. Количе­ство листов, помещаемых в одну папку, определяется из необходимости обес­печения удобства работы, но не более 500 листов.

При наличии в одной папке нескольких разделов (тем) каждый раздел изготовитель документации обозначает цветным шмуцтитулом. Выступающий язычок шмуцтитула, на который наносят номер раздела (темы), должен быть жестким и с синтетическим покрытием. Для удобства прочтения шмуцтитулы разделов (тем) располагают уступом.

В каждой папке с документом помещают:

- титульный лист документа, раздела (при его наличии);

- перечень разделов документа, количество и номера папок (если доку­мент скомплектован в несколько папок);

- лист с содержанием папки;

- лист регистрации изменений;

- лист регистрации временных изменений (при их наличии);

- лист с перечнем принятых сокращений и условных знаков;

введение (при необходимости).

Единая система технической документации (ЕСТД)

Виды технологических документов и стадии их разработки

В зависимости от назначения технологические документы (далее – документы) подразделяют на основные и вспомогательные.

К основным относят документы: содержащие сводную информацию, необходимую для решения одной или комплекса инженерно–технических, планово–экономических и организационных задач; полностью и однозначно определяющие технологический процесс (операцию) изготовления или ремонта изделия (составных частей изделия).

К вспомогательным относят документы, применяемые при разработке, внедрении и функционировании технологических процессов и операций, например карту заказа на проектирование технологической оснастки, акт внедрения технологического процесса и др.

Основные технологические документы подразделяют на документы общего и специального назначения.

К документам общего назначения относят технологические документы, применяемые в отдельности или в комплектах документов на технологические процессы (операции), независимо от применяемых технологических методов изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий), например карту эскизов, технологическую инструкцию.

К документам специального назначения относят документы, применяемые при описании технологических процессов и операций в зависимости от типа и вида производства и применяемых технологических методов изготовления или ремонта изделий (составных частей изделий), например маршрутную карту, карту технологического процесса, карту типового (группового) технологического процесса, ведомость изделий (деталей, сборочных единиц) к типовому (групповому) технологическому процессу (операции), операционную карту и др.

Виды основных технологических документов, их назначение и условное обозначение приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Виды документов

Примечания:

– Допускается указывать виды вспомогательных документов на отраслевом уровне.

– Допускается вводить через дробь в условные обозначения дополнительные признаки, раскрывающие специальное назначение документа, в виде букв русского алфавита, например для ведомости применяемости (ВП), предназначенной:

–для указания данных о технологической оснастке;

–для указания данных о применяемости стандартных деталей (сборочных единиц) ВП/СД;

–для указания данных о применяемости оригинальных деталей (сборочных единиц) — ВП/ОД и т.д.

Стадии разработки технологической документации, применяемой для технологических процессов изготовления изделий (составных частей изделий), определяются в зависимости от стадий разработки используемой конструкторской документации по ГОСТ 2.103.

Стадии разработки рабочей технологической документации устанавливаются разработчиком документации в соответствии с таблицей 2.

Таблица 2 – Стадии разработки технологической документации

а) На стадии разработки конструкторской документации «Техническое предложение» технологическая документация не разрабатывается.

б) Директивной технологической документации, предназначенной только для решения не обходимых инженерно–технических, планово–экономических и организационных задач, при постановке изделия на производство присваивают литеру «Д» на основании конструкторской документации, имеющей литеру «А» или «Б».

в) Технологической документации, предназначенной для разового изготовления одного или нескольких изделий (составных частей изделий) в единичном производстве, присваивают литеру «И» на основании конструкторской документации, имеющей литеру «И».

г) Ранее разработанные технологические документы (комплекты технологических документов) применяют при изготовлении новых или модернизации изготовляемых изделий в следующих случаях:

– на стадии разработки технологической документации «Предварительный проект» — независимо от литерности применяемой технологической документации;

– в технологической документации опытного образца (опытной партии) с литерой «0₁» («0₂»), серийного (массового) производства с литерами «А» и «Б», если литерность применяемой технологической документации та же или высшая.

Литерность полного комплекта технологической документации определяется низшей из литер, указанных в документах, входящих в комплект.

д) Стадии разработки рабочей технологической документации, применяемой для технологических процессов ремонта изделий (составных частей изделий), определяются разработчиком документации в зависимости от применяемых видов документов на ремонт по ГОСТ 2.602 и стадий разработки конструкторской документации в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3 – Стадии разработки рабочей технологической документации, применяемой для технологических процессов ремонта изделий

Директивной технологической документации, предназначенной для выборочной и укрупненной разработки технологических процессов ремонта и испытания изделий (составных частей изделий), а также для решения необходимых инженерно–технических, планово– экономических и организационных задач, присваивают литеру «РД».

- Технологической документации, предназначенной для разового ремонта одного или нескольких изделий (составных частей изделий) в единичном производстве, присваивают литеру «РИ» на основании конструкторской документации, имеющей литеру «РИ».

- При разработке документации на технологические процессы, выполняемые на стадиях «Предварительный проект», «Опытный образец (опытная партия)» и «Опытный ремонт», ее следует выполнять в маршрутном и (или) маршрутно–операционном описании.

- При разработке документации на технологические процессы, выполняемые на стадиях «Серийное (массовое) производство», «Серийное (массовое) ремонтное производство», ее следует выполнять в операционном описании.

Допускается:

разработка технологической документации в маршрутно–операционном описании при условии ее применения в мелкосерийном производстве;

разработка технологической документации на предыдущей стадии в сравнении со стадией разработки применяемой конструкторской документации при условии изготовления или ремонта ограниченной партии изделий (составных частей изделий).

УНИФИЦИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДОКУМЕНТАЦИИ

Область применения

Настоящий стандарт распространяется на организационно–распорядительные документы, предусмотренные Унифицированной системой организационно–распорядительной документации (УСОРД) (далее – документы) – постановления, распоряжения, приказы, решения, протоколы, акты, письма и др., которые фиксируют решения административных и организационных вопросов, а также вопросов управления, взаимодействия, обеспечения и регулирования деятельности:

· федеральных органов государственной власти, органов государственной власти субъектов Российской Федерации, включая субъекты Российской Федерации, имеющие наряду с русским языком в качестве государственного национальный язык, органов местного самоуправления;

· предприятий, организаций и их объединений независимо от организационно–правовой формы и вида деятельности.

Настоящий стандарт устанавливает:

· состав реквизитов документов;

· требования к оформлению реквизитов документов;

· требования к бланкам и оформлению документов;

· требования к изготовлению, учету, использованию и хранению бланков с воспроизведением Государственного герба Российской Федерации, гербов субъектов Российской Федерации.

Требования к бланкам документов и оформлению документов

Документы изготавливают на бланках.

Устанавливаются два основных формата бланков документов – А4 и А5; допускается использование бланков форматов A3 и А6 по ГОСТ 9327.

Бланки документов должны иметь поля не менее, мм:

· 20 – левое;

· 10 – правое;

· 20 – верхнее;

· 10 – нижнее.

Бланки документов следует изготавливать на белой бумаге или бумаге светлых тонов.

Бланки допускается изготавливать типографским способом, с помощью средств оперативной полиграфии или воспроизводить с помощью средств вычислительной техники непосредственно при изготовлении конкретного документа.

Устанавливают два варианта расположения реквизитов на бланках – угловой и продольный.

Реквизиты 01, 02, 03 располагают над серединой реквизита 06. Реквизит 06 допускается располагать на уровне реквизита 03.

Реквизиты 06, 07, 08, 12, ограничительные отметки для реквизитов 09, 10, 11 в пределах границ зон расположения реквизитов размещают одним из способов:

· центрованным (начало и конец каждой строки реквизита равно удалены от границ зоны расположения реквизитов);

· флаговым (каждая строка реквизита начинается от левой границы зоны расположения реквизитов).

Для организации, структурного подразделения, должностного лица устанавливают следующие виды бланков документов:

· общий бланк;

· бланк письма;

· бланк конкретного вида документа, кроме письма.

Общий бланк используют для изготовления любых видов документов, кроме письма.

Бланки структурного подразделения организации или должностного лица проектируют в том случае, если руководитель подразделения или должностное лицо имеют право подписи.

Общий бланк в зависимости от учредительных документов организации включает реквизиты 01, 02, 03, 06.

Бланк письма в зависимости от учредительных документов организации включает реквизиты 01, 02, 03, 04, 06, 07 и, при необходимости, ограничительные отметки для верхних границ зон расположения реквизитов 09, 10, 11, 12; 14, 15, 16; 17; 18; 19. Бланк конкретного вида документа, кроме письма, в зависимости от учредительных документов организации включает реквизиты 01, 02, 03, 05, 06, 08, 12, ограничительные отметки для границ зон расположения реквизитов 09, 10, 11, 12; 17; 18.

На бланках организаций субъектов Российской Федерации, имеющих наряду с русским языком в качестве государственного национальный язык, реквизиты 06, 07, 12 печатают на двух языках: русском и национальном, на одном уровне продольного бланка.

Допускается документы изготавливать на пишущей машинке или при помощи печатающих устройств средств вычислительной техники.

Отдельные внутренние документы, авторами которых являются должностные лица, допускается писать от руки (заявление, объяснительная записка и т.п.).

При изготовлении документов на двух и более страницах вторая и последующие страницы должны быть пронумерованы.

Номера страниц проставляют посередине верхнего поля листа.

Допускается печатание документов с использованием оборотной стороны листа.

СИСТЕМА ИНФОРМАЦИОННО–БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ (СИБИД)

Общие понятия

В соответствии с приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12.03.07 № 28–ст ГОСТ Р ИСО 15489–1– 2007 "СИБИД. Управление документами. Общие требования" утвержден и вводится в действие с 01.07.07. В чем же заключается значимость этого события?

Ни для кого не секрет, что Казахстан имеет огромный опыт унификации и стандартизации процессов управления "классическими" документами (документами на бумажной основе). И в этой связи ИСО 15489–1–2007 не является для нас уникальным документом.

Вместе с тем, все нормативно–методические документы, регламентирующие процессы управления документами в сфере документационного обеспечения управления (ДОУ), адресованы исключительно государственным органам. На вопросы, как же правильно организовать работу с документами коммерческим организациям, которые хотят добросовестно вести свое делопроизводство, на какие нормативные документы им опираться в работе и главное – как это сделать, ответ каждая из них находит по своему усмотрению.

И здесь ГОСТ Р ИСО 15489–1–2007 приходится как нельзя кстати.

Во–первых, стандарт регулирует процессы управления документами государственных, коммерческих и общественных организаций.

Во–вторых, он четко прописывает процедуру определения и использования нормативной среды (правовых, нормативных, методических документов) в деятельности этих организаций.

Еще одной важной отличительной особенностью этого стандарта стали изложенные в нем принципы ответственности.

Цитата: "ответственность и полномочия в области управления документами должны быть четко определены и доведены до сведения всех сотрудников организации с тем, чтобы было предельно ясно, кто конкретно несет ответственность за работу с конкретными документами".

Кроме того, впервые точно указано, что ответственность должна быть распределена между всеми сотрудниками организации, с учетом занимаемой должности и степени сложности работы с документами, а также то, что эта ответственность должна быть зафиксирована в должностных инструкциях и организационно–распорядительных документах, утвержденных руководителем организации. Таким образом, руководитель также вовлекается в процесс управления документами организации и несет за него ответственность.

Для казахстанских пользователей стандарт ГОСТ Р ИСО 15489–1–2007 представляет интерес еще и тем, что в нем представлен широкий набор терминов, употребляемых при ведении электронного документооборота, например, таких как "метаданные", "конвертирование", "миграция" и др. Это тем более важно в свете того, что основной терминологический стандарт, регулирующий сферу ДОУ (ГОСТ Р 51141–98 "Делопроизводство и архивное дело. Термины и определения"), уже не охватывает терминологию, присущую новому "электронно–цифровому" направлению в ДОУ.

Говоря об электронном документообороте, следует подчеркнуть, что стандарт регулирует вопросы методологии проектирования и внедрения систем управления документами, а также прекращения их применения. Кроме того, в стандарте приведены и раскрыты характеристики систем управления документами: надежность, целостность, комплексность и т. д. Большой и очень интересный раздел стандарта посвящен непосредственно процессам управления документами и контролю за ними.

Интересно деление функции контроля на контроль за действиями, совершаемые с документом, и контроль его местонахождения. Это в очередной раз подчеркивает тесную связь стандарта с системами электронного документооборота.

Таким образом, ГОСТ Р ИСО 15489–1–2007 на сегодняшний день заполняет собой брешь, образовавшуюся в сфере нормативно–методического обеспечения в области управления документами. Кроме того, он корректирует позицию специалистов системы менеджмента качества, зачастую навязывающих свое видение процессов и правил документирования деятельности организации и игнорирующих действующие в Казахстане правила документирования. Стандарт расставляет точки над "I", т. к. является основным в сфере ДОУ и распространяется на систему менеджмента качества, выстраиваемую по международным стандартам ИСО.

Термины и определения

В системе информационно–библиографической документации применены следующие термины с соответствующими определениями:

· архивный орган; архивное учреждение (archival authority): Учреждение, ответственное за отбор документов на хранение, комплектование и обеспечение сохранности архивного фонда, предоставление доступа к архивным документам и согласование уничтожения документов, не подлежащих хранению.

· система управления документами (records system): Информационная система, обеспечивающая сбор документов (включение документов в систему), управление документами и доступ к ним.

· документ (record): Зафиксированная на материальном носителе идентифицируемая информация, созданная, полученная и сохраняемая организацией или физическим лицом в качестве доказательства при подтверждении правовых обязательств или деловой деятельности.

· доступ (access): Право, возможность, средства для поиска, извлечения или использования информации.

· индексирование (indexing): Процесс проставления условных обозначений и составления указателей, служащих для упрощения доступа к документам и (или) информации.

· классификация (classification): Систематическая идентификация и упорядочение деловой деятельности и (или) документов по категориям в соответствии с логически структурированными условиями, методами и процедурными правилами, представленными в классификационной системе.

· конвертирование (conversion): Процесс перемещения документов с одного носителя на другой или из одного формата в другой. Ср. миграция (см. 3.11).

· контроль (tracking): Создание, включение в систему управления документами и сохранение информации о движении и использовании документов.

· контроль действий (action tracking): Процесс отслеживания сроков совершения действий, а также процесс установления связи этих отдельных действий с деловой деятельностью в целом.

· метаданные (metadata): Данные, описывающие контекст, содержание, структуру документов и управление ими.

· миграция (migration): Перемещение документов из одной системы в другую с сохранением аутентичности, целостности, достоверности документов и их пригодности для использования. Ср. конвертирование (см. 3.7).

· обеспечение сохранности (preservation): Процессы и операции по обеспечению технической и интеллектуальной аутентичности документов в течение времени.

· отбор и передача (disposition): Процессы реализации управленческих решений, зафиксированных в перечнях документов или других инструментах управления документами, и касающихся уничтожения документов или передачи их на последующее хранение. '

· перемещение (transfer) (в отношении места хранения): Изменение места хранения документа.

· передача (transfer) (в отношении способа хранения): Изменение способа хранения документов, права собственности и (или) ответственности за документы.

· отчетность (accountability): Принцип, в соответствии с которым частные лица, организации и общество ответственны за свои действия.

· регистрация (registration): Присвоение документу уникального идентификатора при его вводе в систему.

· уничтожение (destruction): Ликвидация документов без какой–либо возможности восстановления.

· управление документами (records management): Совокупность планомерных и эффективных действий по созданию, использованию, хранению и уничтожению документов в организациях с целью доказательства проведения деловых (управленческих) операций.

Документ должен объективно отражать то, что сообщено или решено, или предпринято действие, то есть должен содержать подробное библиографическое описание. Кроме этого документ должен отвечать потребностям деловой деятельности, к которой он относится, и использоваться в целях отчетности.

Электронный документ должен содержать или постоянно быть связан с метаданными, отражающими операции, совершаемые с документом в процессе деловой деятельности. При этом:

a) структура документа, его формат и взаимосвязи между составляющими документ элементами должны оставаться неизменными, не искаженными метаданными;

b) в метаданных о документе должен быть отражен контекст его создания, получения и использования (в том числе процесс деловой деятельности, частью которого является данная операция, дата и время данной операции и ее участники),

c) в метаданных о документе должны быть представлены связи между отдельными документами, составляющими в совокупности единый комплекс документов.

Управление документами распространяется на практическую деятельность лиц, осуществляющих управление документами, а также лиц, создающих или использующих документы в ходе своей деловой деятельности.

Управление документами в организации включает в себя:

a) принятие политики и стандартов в сфере управления документами;

b) распределение ответственности и полномочий по управлению документами;

c) установление, внедрение и распространение руководящих указаний и регламентов работы с документами;

d) предоставление ряда услуг, относящихся к управлению документами и использованию документов;

e) проектирование, внедрение и администрирование специализированных систем для управления документами;

f) интегрирование процессов управления документами в системы и процессы деловой деятельности.

Документы содержат информацию, являющуюся ценным ресурсом и важным элементом деловой деятельности. Системный подход к управлению документами позволяет организациям и обществу защищать и сохранять документы в качестве доказательства действий. Система управления документами позволяет создавать информационный ресурс о деловой деятельности организации, который может поддерживать ее последующую деятельность и отдельные решения, а также обеспечивать отчетность.

Документы позволяют организациям:

- осуществлять свою деятельность упорядоченно, эффективно и ответственно;

- предоставлять информацию последовательно и объективно;

обеспечивать информационную поддержку при принятии управленческих решений;

-обеспечивать согласованность, непрерывность и производительность деловой и управленческой деятельности;

- повышать эффективность деятельности всей организации;

- обеспечивать бесперебойность деятельности в случае чрезвычайных ситуаций;

- соблюдать требования нормативной среды, в том числе в области архивной, аудиторской и надзорной деятельности;

- обеспечивать защиту и поддержку в судебных делах, включая риски, связанные с наличием или отсутствием документальных доказательств, содержащих сведения о деятельности организации;

- защищать интересы организации и права сотрудников, а также всех заинтересованных сторон;

- обеспечивать и документировать научно–исследовательские и опытно– конструкторские работы, инновационную деятельность, а также исторические исследования;

предоставлять документированные доказательства личной, общественной и деловой деятельности;

- обеспечивать деловую, персональную и культурную идентичность;

- поддерживать корпоративную, индивидуальную и социальную память.

Принципы политики, процедуры и практика управления документами должны обеспечивать создание подлинных документов, обладающих характеристиками, указанными в I–IV.

· Аутентичность

Документ является аутентичным, если он:

a) соответствует установленным правилам;

b) был создан или отправлен лицом, уполномоченным на это;

c) был создан или отправлен в то время, которое обозначено в документе.

Чтобы обеспечивать аутентичность документов, организации должны внедрять и документально фиксировать принципы политики и процедуры контроля над созданием, получением, передачей, хранением и отбором (изъятием) документов и тем самым гарантировать, что создатели документов уполномочены на это и могут быть идентифицированы, а документы защищены от несанкционированного дополнения, удаления, изменения, использования и сокрытия (засекречивания).

· Достоверность

Достоверным является документ, содержание которого можно считать полным и точным представлением подтверждаемых операций, деятельности или фактов и которому можно доверять в последующих операциях или в последующей деятельности. Документы следует создавать во время или сразу же после операции или ситуации, к которым они относятся, лицами, достоверно знающими факты, или средствами, обычно используемыми в деловой деятельности при проведении данной операции.

· Целостность

Целостность документа определяется его полнотой и неизменностью. Необходимо, чтобы документ был защищен от несанкционированного изменения. Политика и процедуры управления документами должны указывать, какие дополнения или изменения могут быть применены к документу после его создания, при каких обстоятельствах дополнения или изменения могут быть разрешены и кто уполномочен сделать это. Любые санкционированные изменения, добавления или удаления в документе следует четко обозначать и контролировать.

· Пригодность для использования

Пригодным для использования является документ, который можно локализовать, найти, воспроизвести и интерпретировать. При воспроизведении он должен отражать связь с деловой деятельностью или операцией, в результате которой он был создан. Контекстные ссылки документов должны нести информацию, необходимую для понимания операций деловой деятельности, в которых эти документы были созданы и применялись. Должна быть предоставлена возможность идентифицировать документ в широком контексте деловой деятельности и функций. Связи между документами, фиксирующие последовательность действий, должны быть сохранены.

Система управления документами

Система управления документами должна обладать функциональными характеристиками, позволяющими выполнять и поддерживать процессы управления документами, описанные в разделе 9.

При принятии решений, связанных с проектированием и внедрением системы управления документами и поддерживанием ею процессов управления документами, следует принимать во внимание необходимость их соответствия организационным структурам управления.

· Документирование операций

Системы управления документами должны полно и точно отражать все операции, произведенные непосредственно с конкретным документом, а также процессы, связанные с ним. Эти сведения могут быть зафиксированы в метаданных о документе или в контрольных протоколах системных процессов. Протоколы контроля системных процессов следует хранить, как минимум, столько же, сколько хранят документ, к которому они относятся.

При проектировании системы управления документами следует выбирать подходящую среду хранения и носители информации, средства физической защиты, процедуры обработки и системы хранения. Выбор носителя информации зависит от сроков хранения документов. Система управления документами должна быть подготовлена к чрезвычайным ситуациям так, чтобы определять и уменьшать риски. Во время и после восстановления деятельности организации, пострадавшей от чрезвычайных ситуаций, система управления документами должна сохранять свою целостность и демонстрировать это.

· Распределенное управление

Системы управления документами должны быть способны поддерживать альтернативные варианты размещения документов. В некоторых случаях, если правовая и нормативная среда позволяют это, документы допускается физически хранить в одной организации, а управление ими и ответственность за них можно возлагать либо на организацию–создателя, либо на другой полномочный орган. Такой порядок размещения, различающий хранение, владение и ответственность за документы, характерен для электронных документов, размещенных в электронных системах управления документами. Перемещение документов может происходить в любое время, при этом оно должно быть контролируемо и документально оформлено.

· Конвертирование и миграция

Системы управления документами следует проектировать так, чтобы документы оставались аутентичными, надежными и пригодными для использования независимо от любых изменений в системе управления документами (в том числе при конвертировании форматов, миграции между техническим оборудованием, операционными системами или специальными программными приложениями) в течение всего периода их хранения (в соответствии с 8.5).

· Доступ, поиск и использование

Системы управления документами должны обеспечивать своевременный и эффективный поиск и доступ к документам, необходимым для осуществления деловой деятельности и отчетности.

Системы управления документами должны иметь и применять средства контроля доступа, чтобы обеспечивать сохранность документов. Они должны обеспечивать создание и поддержку протокола контроля системных процессов или другие методы, позволяющие эффективно защищать документы от несанкционированного использования, изменения или уничтожения.

· Хранение и уничтожение документов

Системы управления документами должны обеспечивать процессы хранения, отбора и передачи документов для последующего хранения или уничтожения. Действия по отбору и передаче документов на дальнейшее хранение или уничтожение могут быть предприняты в любой период жизненного цикла документа, в том числе на стадии проектирования системы управления документами. Должна быть предусмотрена возможность автоматического отбора (изъятия) документов из системы управления документами для передачи их на дальнейшее хранение или уничтожение. Системы управления документами должны поддерживать протоколы контроля системных процессов или другие методы, обеспечивающие отслеживание всех действий по отбору и передаче документов ' на дальнейшее хранение или уничтожение.

СИСТЕМА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ

Понятие качества продукции

Качество продукции – совокупность свойств и признаков продукции, товаров, услуг, обусловливающих их способность удовлетворять потребности и запросы людей, соответствовать своему назначению и предъявляемым требованиям. Качество определяется мерой соответствия товаров и услуг условиям и требованиям стандартов, договоров, контрактов, запросов потребителей.

Понятие «качество» определяется стандартом ИСО 8402–94 как «совокупность свойств и характеристик продукта или услуги, относящихся к его способности определяет предполагаемые потребности». Качество создается с помощью техники на базе надлежащего образа мышления. Такой подход ведет к понятию качества в философии всеобщего управления качеством. Другая формулировка понятия «качество» основывается на нескольких разнообразных принципах, исходя из которых можно отобразить всю многоаспектность этого понятия.

1. С точки зрения объективной оценки признаков продукта, качество может быть измерено. Различия в качестве могут быть количественно отображены при помощи обусловленных особенностей изделия или услуги.

2. С точки зрения потребителя, качество продукции устанавливается в первую очередь субъективной оценкой покупателя, а уже затем – характеристиками самого продукта. Некоторые потребители имеют разнообразные требования, причем те продукты, которые удовлетворяют эти потребности в наилучшем варианте, рассматриваются как имеющие наивысшее качество.

3. С точки зрения производственного процесса, качество – это соблюдение спецификаций, и любое отклонение от них приводит к ухудшению качества. Наилучшее качество предполагает хорошо проделанную работу, итог которой целиком соответствует предъявляемым запросам.

4. С точки зрения соотношения цены и полезности, качество проявляется посредством расходов и цен. Качественная продукция осуществляет определенную функцию по доступной цене, а также в соответствии со спецификацией по приемлемым затратам.

Выделяют следующие основные причины, почему проблема обеспечения качества так актуальна и важна в современной производственной деятельности:

1) качество – ключевой аспект для совершения покупки для наиболее значимых потребителей. Лишиться заказа из—за недостаточного уровня качества намного хуже, чем из—за чересчур высокой цены: так можно потерять покупателя навсегда;

2) качество всеохватывающе. Организация осуществляет множество конкретных действий, чтобы противостоять конкуренции. Качество и системы управления качеством предлагают набор операций, объединяющий все фазы производственного процесса – продуктовую политику, планирование, маркетинг, сбыт, персонал, инновации и технологию, – для того чтобы предприятие удачно функционировало на рынке;

3) качество – главный инструмент снижения издержек. Всегда дешевле производить правильно с первого раза, чем позднее устранять ошибку;

4) качество ведет к укреплению позиций предприятия на рынке. В условиях открытых и либерализованных рынков продукты и услуги делаются все более взаимозаменяемыми. Уровень качества продукции становится решающим.

Понятие «качество» также рассматривают как двухуровневое.

Качество первого уровня (т. е. техническое качество) – вырабатывается на этапах исследований, разработок и производства. Управление качеством на этом этапе содержит действия по соблюдению нужного минимума качественных и количественных запросов к продукции.

Качество второго уровня (коммуникативное качество) – складывается на этапах пред и послепродажного обслуживания. Для обеспечения качества на этих этапах осуществляются операции, сориентированные на исчерпывающее удовлетворение требований потребителей.

Классификация

Всю совокупность показателей качества продукции можно классифицировать по следующим признакам:

• количеству характеризуемых свойств (единичные и комплексные);

• отношению к различным свойствам продукции (показатели - надежности, технологичности, эргономичности и др.);

• стадии определения (проектные, производственные и эксплуатационные);

• методу определения (расчетные, экспериментальные, экспертные);

• характеру использования для оценки уровня качества (базовые и относительные);

• способу выражения (показатели, выраженные безразмерными единицами, например баллами, процентами, и размерные);

При оценке технического уровня и качества продукции используются следующие основные группы показателей качества:

• показатели назначения, характеризующие полезный эффект от эксплуатации и использования продукции и обуславливающие область ее применения;

• показатели надежности и долговечности изделий в конкретных условиях ее использования;

• показатели технологичности, характеризующие эффективность конструкторско-технологических решений для обеспечения высокой производительности труда при изготовлении и ремонте продукции;

• показатели стандартизации и унификации, характеризующие степень использования в продукции стандартизированных изделий и уровень унификации составных частей изделия;

• эргономические показатели, характеризующие систему «человек – изделие – среда» и учитывающие комплекс гигиенических, психологических, антропометрических, физиологических, психофизиологических свойств человека, проявляющихся в производственных и бытовых процессах;

• эстетические показатели, характеризующие такие свойства продукции, как выразительность, оригинальность, гармоничность, целостность, соответствие среде и стилю;

• патентно-правовые показатели, характеризующие степень патентной защиты изделия в стране и за рубежом, а также его патентную чистоту;

• экономические показатели, отражающие затраты на разработку изготовление и эксплуатацию (потребление) продукции, а также экономическую эффективность ее эксплуатации.

В настоящее время при оценке технического уровня и качества продукции в дополнении к перечисленным традиционным группам показателей используются также экологические показатели, показатели безопасности и транспортабельности продукции, показатели ее однородности.

Эффективное управление предполагает также использование обобщающих показателей, которые характеризуют качество выпускаемой продукции независимо от ее вида и назначения. К ним, в частности, могут относиться:

• объем и удельный вес производства отдельных видов прогрессивных, высокоэффективных изделий в общем выпуске продукции данной группы;

• экономический эффект от использования продукции повышенного качества;

• показатели сортности для продукции ряда отраслей промышленности.

Обобщающие показатели качества используются в планах предприятий, научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций. По уровню этих показателей можно судить о качестве выпускаемой продукции в целом на предприятии или отрасли.

Коэффициенты применяемости и повторяемости

Основой унификации является стандартизация с ее структурой предпочтительных чисел, которая позволяет определить оптимальные значения величин и коэффициентов стандартизованных изделий, а также разработать комплекс государственных стандартов на основные нормы, обеспечивающие взаимозаменяемость унифицированных конструкций, приборов и агрегатов.

Уровень унификации и стандартизации – насыщенность изделий унифицированными и стандартными элементами (деталями, приборами, агрегатами), для расчета которых используются коэффициенты применяемости и повторяемости.

Коэффициент применяемости К показывает уровень применяемости составных элементов, т. е. уровень использования во вновь разрабатываемых конструкциях приборов, агрегатов, установок, использовавшихся до этого в предыдущих подобных конструкциях. Коэффициент применяемости рассчитывают по числу типоразмеров, по составным элементам товара или в стоимостном выражении.

Коэффициент применяемости в различных сферах промышленности определяют при помощи дифференцированных параметров, характеризующих уровень унификации изделий (в процентах).

1. Показатель уровня стандартизации и унификации по количеству типоразмеров находят по формуле:

где п – совокупное количество типоразмеров;

п₀ – количество уникальных типоразмеров, которые разработаны впервые для данного товара.

Типоразмер – такой объект производства (элемент, узел, машина, агрегат), который имеет конкретную конструкцию (свойственную только данному объекту), определенные показатели и величины и регистрируется отдельной позицией в колонку спецификации продукции.

2. Показатель уровня стандартизации и унификации по составным элементам товара находят по формуле:

где N – общее количество составных элементов товара;

N₀ – количество уникальных составных элементов товара.

3. Показатель уровня стандартизации и унификации по стоимостному выражению находят по формуле:

где С – стоимость совокупного количества составных элементов товара;

С₀ – стоимость количества уникальных составных элементов товара.

Каждая из приведенных формул характеризует уровень унификации только с одной стороны. Более полную характеристику уровня унификации продукции может дать комплексный показатель – коэффициент применяемости, который можно представить в виде:

где Су – средняя стоимость веса материала унифицированных деталей;

С_Т – средняя стоимость веса материала изделия в целом;

h – средняя стоимость нормочаса;

А_уВ – вес всех унифицированных деталей в изделии

Аут – суммарная трудоемкость изготовления унифицированных деталей;

А_ДБ– общий вес изделия;

А_ат – полная трудоемкость изготовления изделия.

Коэффициент повторяемости составных элементов в общем числе составных элементов данного изделия К_п(%) характеризует уровень унификации и взаимозаменяемость составных элементов товара определенного типа:

где N – общее количество составных элементов изделий;

n – общее количество уникальных типоразмеров.

Среднюю повторяемость составных элементов в изделии характеризует коэффициент повторяемости:

ЕДИНАЯ СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА (ЕСТПП)

Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску продукции необходимого качества при установленных сроках, объеме производства и затратах. Содержание и объем ТПП зависит от типа производства, конструкции и назначения изделия. Под технологической готовностью понимается наличие полного комплекта технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для производства новых изделий.

Работа регламентируется стандартами Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП). Она определяет порядок организации и управления ТПП, предусматривает разработку и широкое применение прогрессивных технологических процессов, использование унифицированной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно–технических и организационно–управленческих работ. Комплекс стандартов делится на пять групп.

Группа 0 включает стандарты. Излагающие общие положения системы, основные требования к ТПП, термины и определения основных понятий, порядок оценки технико–экономического уровня ТПП.

В группе 1 представлены стандарты, определяющие правила организации и управления ТПП, выбора стадий разработок документации, формирования организационных структур, правила моделирования систем и автоматизированного решения задач, организации инструментального хозяйства.

В группе 2 объединены стандарты, регламентирующие правила обеспечения технологичности конструкций изделий в целом, а также по их видам и стадиям разработки, состав показателей технологичности и правила их выбора, порядок введения технологического контроля конструкторской документации.

Группа 3 представляет стандарты, излагающие порядок разработки и применения технологических процессов, средств технологического оснащения, правила выбора и применение оборудования, оснастки, средств контроля, механизации и автоматизации производственных процессов, правила организации автоматизированного проектирования процессов и средств оснащения.

Группа 4 включает стандарты, определяющие правила применения технических средств механизации и автоматизации инженерно–технических работ, программирования и алгоритмизации решения задач, организации информационного, математического и технического оснащения, правила формирования комплексно–автоматизированных систем, выбора объектов и очередности автоматизации решения задач Т1111. Разработка документации по организации управления ТПП выполняется в три стадии: разработка технического и рабочего проектов.

Организация технологической подготовки

Технологическую подготовку производства осуществляет отдел главного технолога. Главные задачи, решаемые при этом, группируются по следующим основным функциям:

–обеспечение технологичности конструкции изделия;

–разработка технологических процессов;

–проектирование и изготовление средств технологического оснащения;

–организация и управление процессом технологической подготовки производства.

Отправной точкой в технологической подготовке производства является получение исходных документов на разработку и производство новых изделий. В целом весь процесс разработки документации предполагает:

–обследование и анализ существующей на предприятии системы технологической подготовки производства;

–разработку технического проекта системы технологической подготовки производства, в котором определяется назначение, и формируются требования, которым должны удовлетворять как система в целом, так и отдельные ее элементы;

–создание рабочего проекта, предусматривающего разработку информационных моделей решения задач, всего комплекса технологических процессов на основе типизации и стандартизации, документации по организации рабочих мест и участков основного и вспомогательного производства на основе типовых и стандартных технологических процессов.

Результатом работы по технологической подготовке производства является выработка правил обеспечения технологичности конструкции изделий.

Технологичность конструкции изделия

Понятие обеспечения технологичности конструкции изделия охватывает подготовку производства, предусматривающего взаимосвязанное решение конструкторских и технологических задач, направленных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Сведения об уровне технологичности конструкции используются в процессе оптимизации конструктивных решений на стадии разработки конструкторской документации, при принятии решения о производстве изделия, анализе технологической подготовки производства, разработке мероприятий по повышению уровня технологичности конструкции изделия и эффективности его производства и эксплуатации.

Обеспечение технологичности конструкции изделия наряду с отработкой самой конструкции включает ее количественную оценку. Этот показатель рассчитывается с помощью базовых (исходных) данных. К числу основных показателей, характеризующих технологичность конструкции изделий, можно отнести трудоемкость изготовления изделия, его удельную материалоемкость, технологическую себестоимость, трудоемкость, стоимость и продолжительность технического обслуживания, степень унификации конструкции.

При оценке технологичности конструкции следует пользоваться минимальным, недостаточным количеством показателей. Точность количественной оценки технологичности конструкции изделий, а также перечень показателей и методика их определения устанавливаются в зависимости от вида изделия и степени отработки его конструкции и типа производства.

При проведении отработки конструкции изделия на технологичность следует иметь в виду, что в этом случае играет роль вид изделия, степень его новизны и сложности, условия изготовления, технического обслуживания и ремонта, перспективность и объем его выпуска.

Испытание конструкции изделия на технологичность должно обеспечить решение следующих основных задач:

–снижение трудоемкости и себестоимости изготовления изделия;

–снижение трудоемкости и стоимости технического обслуживания изделия;

–снижение важнейших составляющих общей материалоемкости изделия – расхода металла и топливно–энергетических ресурсов при изготовлении, а также монтаже вне предприятия–изготовителя и ремонте.

Работы по снижению трудоемкости и себестоимости изготовления изделия и его монтажа сопровождаются повышением серийности изделия посредством стандартизации и унификации, ограничения номенклатуры составных частей конструктивных элементов и используемых материалов, применения высокопроизводительных и малоотходных технологических решений, использования стандартных средств технологического оснащения, обеспечивающих оптимальный уровень механизации и автоматизации производственных процессов.

Снижение трудоемкости, стоимости и продолжительности технического обслуживания и ремонта предполагает использование конструктивных решений, позволяющих снизить затраты на проведение подготовки к использованию изделия, а также облегчающих и упрощающих условия технического обслуживания, ремонта и транспортировки.

В свою очередь комплекс работ по снижению материалоемкости изделия включает:

–применение рациональных сортаментов и марок материалов, рациональных способов получения заготовок, методов и режимов упрочнения деталей;

–разработку и применение прогрессивных конструктивных решений, позволяющих повысить ресурс изделия и использовать малоотходные и безотходные технологические процессы;

–разработку рациональной компоновки изделия, обеспечивающей сокращение расхода материала.

В ходе выполнения технологической подготовки производства различают два вида технологичности конструкции изделия – производственную и эксплуатационную.

Производственная технологичность конструкции проявляется в сокращении затрат средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку производства, а также длительности производственного цикла.

Эксплуатационная технологичность конструкции изделия проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт изделия.

Оценка технологичности конструкции может быть двух видов: качественной и количественной.

Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно на основании опыта исполнителя. Качественная сравнительная оценка вариантов конструкции допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения и не требуется определение степени различия технологичности сравниваемых вариантов. Качественная оценка при сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия предшествует количественной и определяет ее целесообразность.

Количественная оценка технологичности конструкции изделия выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требований к технологичности конструкции. Количественная оценка рациональна только в зависимости от признаков, которые существенно влияют на технологичность рассматриваемой конструкции.

Методы сравнения технологических процессов

Технологическая подготовка производства ставит перед технологом задачу: из имеющихся в его распоряжении вариантов изготовления изделия выбрать оптимальный, т.е. наиболее рациональный и экономичный, способ производства, оборудование и технологическую оснастку.

Оптимальный вариант необходимо выбирать с учетом условий производства – степени его устойчивости, серийности, сложности. Например, в крупносерийном и массовом производстве, как правило, есть все возможности, чтобы решить эту задачу, так как каждый элемент затрат может быть рассчитан с высокой степенью точности. В серийном же производстве продолжительность выпуска изделий короче из–за довольно частой сменяемости номенклатуры, поэтому сравнительная оценка сопоставляемых технологических процессов должна быть проведена быстро и качественно.

В основе сравнительных расчетов лежит определение технологической себестоимости и установление экономически целесообразного объема годового производства. Технологической себестоимостью называется сумма затрат, изменяющаяся с изменением технологического процесса.

Законченные результаты проектирования технологической подготовки производства оформляются специальной документацией. На предприятиях машиностроения, строительных материалов, мебельных фабриках и в некоторых других отраслях такими документами являются технологические карты. Они представляют описание всего технологического процесса от поступления исходных материалов и комплектующих изделий на склад отдела материально–технического снабжения и до выпуска готового изделия и передачи его отделу сбыта продукции. Например, в металлургии основной технологической документацией являются нормативно–технологические карты, графики работ, производственно–технические инструкции и разработанные на их основе программы для электронных управляющих машин.

Технологический регламент является основной технологической документацией в ряде отраслей, например, в химической промышленности. В нем дается описание основных параметров, этапов и режимов технологического процесса, рецептуры и порядка ведения операций. В технологическом регламенте устанавливается характеристика готового продукта, перечень и характеристика исходного сырья и материалов.

На предприятиях всех отраслей промышленности технологическая документация обязательно включает: нормы расхода сырья, материалов, энергии, топлива, нормы отходов производства, описание транспортных маршрутов, перечень рабочих инструкций, спецификации оборудования и инструментов.

Выполнение работ по технологической подготовке производства позволяет сосредоточить усилия конструкторов, технологов и организаторов на решении главных задач развития техники, технологии и организации производства, повысить гибкость технологических процессов к переналадке на выпуск новых изделий и снизить затраты на ее проведение приблизительно в два раза.

НАДЕЖНОСТЬ В ТЕХНИКЕ

Основные понятия надёжности

Надежность – свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени и в заданных пределах значения установленных эксплуатационных показателей.

Объект – техническое изделие определенного целевого назначения, рассматриваемое в периоды проектирования, производства, испытаний и эксплуатации.

Объектами могут быть различные системы и их элементы.

Элемент – простейшая составная часть изделия, в задачах надежности может состоять из многих деталей.

Система – совокупность совместно действующих элементов, предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Понятия элемента и системы трансформируются в зависимости от поставленной задачи. Например, станок, при установлении его собственной надежности рассматривается как система, состоящая из отдельных элементов – механизмов, деталей и т.п., а при изучении надежности технологической линии – как элемент.

Надежность объекта характеризуется следующими основными состояниями и событиями.

Исправность – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям, установленным нормативно–технической документацией (НТД).

Работоспособность – состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения основных параметров, установленных НТД.

Основные параметры характеризуют функционирование объекта при выполнении поставленных задач.

Понятие исправность шире, чем понятие работоспособность. Работоспособный объект обязан удовлетворять лишь тем требования НТД, выполнение которых обеспечивает нормальное применение объекта по назначению. Таким образом, если объект неработоспособен, то это свидетельствует о его неисправности. С другой стороны, если объект неисправен, то это не означает, что он неработоспособен.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его применение по назначению недопустимо или нецелесообразно.

Применение (использование) объекта по назначению прекращается в следующих случаях:

–при неустранимом нарушении безопасности;

–при неустранимом отклонении величин заданных параметров;

–при недопустимом увеличении эксплуатационных расходов.

Для некоторых объектов предельное состояние является последним в его функционировании, т.е. объект снимается с эксплуатации, для других – определенной фазой в эксплуатационном графике, требующей проведения ремонтно–восстановительных работ.

В связи с этим, объекты могут быть:

–невосстанавливаемые, для которых работоспособность в случае

возникновения отказа, не подлежит восстановлению;

–восстанавливаемые, работоспособность которых может быть

восстановлена, в том числе и путем замены.

К числу восстанавливаемых объектов можно отнести, например: подшипники качения, полупроводниковые изделия, зубчатые колеса и т.п. Объекты, состоящие из многих элементов, например, станок, автомобиль, электронная аппаратура, являются восстанавливаемыми, поскольку их отказы связаны с повреждениями одного или немногих элементов, которые могут быть заменены.

В ряде случаев один и тот же объект в зависимости от особенностей, этапов эксплуатации или назначения может считаться восстанавливаемым или невосстанавливаемым.

Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Критерий отказа – отличительный признак или совокупность признаков, согласно которым устанавливается факт возникновения отказа.

5.2 Классификация и характеристики отказов

По типу отказы подразделяются на:

–отказы функционирования (выполнение основных функций объектом прекращается, например, поломка зубьев шестерни);

–отказы параметрические (некоторые параметры объекта изменяются в недопустимых пределах, например, потеря точности станка).

По своей природе отказы могут быть:

–случайные, обусловленные непредусмотренными перегрузками, дефектами материала, ошибками персонала или сбоями системы управления и т. п.;

–систематические, обусловленные закономерными и неизбежными явлениями, вызывающими постепенное накопление повреждений: усталость, износ, старение, коррозия и т. п.

Основные признаки классификации отказов:

–характер возникновения;

–причина возникновения;

–характер устранения;

–последствия отказов;

–дальнейшее использование объекта;

–легкость обнаружения;

–время возникновения.

Рассмотрим подробнее каждый из классификационных признаков:

Внезапные отказы обычно проявляются в виде механических повреждений элементов (трещины – хрупкое разрушение, пробои изоляции, обрывы и т. п.) и не сопровождаются предварительными видимыми признаками их приближения. Внезапный отказ характеризуется независимостью момента наступления от времени предыдущей работы.

Постепенные отказы – связаны с износом деталей и старением материалов.

Составляющие надежности

Надежность является комплексным свойством, включающим в себя в зависимости от назначения объекта или условий его эксплуатации ряд простых свойств:

· безотказность;

· долговечность;

· ремонтопригодность;

· сохраняемость.

Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторой наработки или в течение некоторого времени.

Наработка – продолжительность или объем работы объекта, измеряемая в любых неубывающих величинах (единица времени, число циклов нагружения, километры пробега и т. п.).

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения ремонтов и технического обслуживания.

Сохраняемость – свойство объекта непрерывно сохранять требуемые эксплуатационные показатели в течение (и после) срока хранения и транспортирования.

В зависимости от объекта надежность может определяться всеми перечисленными свойствами или частью их. Например, надежность колеса зубчатой передачи, подшипников определяется их долговечностью, а станка – долговечностью, безотказностью и ремонтопригодностью.

Основные показатели надежности

Показатель надежности количественно характеризует, в какой степени данному объекту присущи определенные свойства, обусловливающие надежность. Одни показатели надежности (например, технический ресурс, срок службы) могут иметь размерность, ряд других (например, вероятность безотказной работы, коэффициент готовности) являются безразмерными.

Рассмотрим показатели составляющей надежности – долговечность.

Технический ресурс – наработка объекта от начала его эксплуатации или возобновления эксплуатации после ремонта до наступления предельного состояния. Строго говоря, технический ресурс может быть регламентирован следующим образом: до среднего, капитального, от капитального до ближайшего среднего ремонта и т. п. Если регламентация отсутствует, то имеется в виду ресурс от начала эксплуатации до достижения предельного состояния после всех видов ремонтов.

Для невосстанавливаемых объектов понятия технического ресурса и наработки до отказа совпадают.

Назначенный ресурс – суммарная наработка объекта, при достижении которой эксплуатация должна быть прекращена независимо от его состояния.

Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации (в том числе, хранение, ремонт и т. п.) от ее начала до наступления предельного состояния.

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Понятия, принципы и подходы к построению структуры управления

Функции управления деятельностью предприятия реализуются подразделениями аппарата управления и отдельными работниками, которые при этом вступают в экономические, организационные, социальные, психологические и другие отношение друг с другом. Организационные отношения, складывающиеся между подразделениями и работниками аппарата управления предприятия, определяют его организационную структуру.

Под организационной структурой управления предприятием понимается состав (перечень) отделов, служб и подразделений в аппарате управления, системная их организация, характер соподчиненности и подотчетности друг другу и высшему органу управления фирмы, а также набор координационных и информационных связей, порядок распределения функций управления по различным уровням и подразделениям управленческой иерархии.

Базой для построения организационной структуры управления предприятием является организационная структура производства. Многообразие функциональных связей и возможных способов их распределения между подразделениями и работниками определяет разнообразие возможных видов организационных структур управления производством. Все эти виды сводятся в основном к четырем типам организационных структур: линейным, функциональным, дивизиональным и адаптивным.

Организационная структура и структура управления организацией

Построение структуры управления организацией – это важная составная часть общей функции управления – организации, одной из центральных задач которой является создание необходимых условий для выполнения всей системы планов организации. Ее реализация может потребовать реструктуризации как самой организации, так и ее управляющей системы, а также создания условий для формирования высокочувствительной к изменениям культуры организации.

Культура как сложившаяся в организации система ценностей, убеждений, образцов и норм поведения отражает характер отношений между работающими, т.е. прямо связана с организационной структурой.

Между структурой управления и организационной структурой существует тесная связь: структура организации отражает принятое в ней разделение работ между подразделениями, группами и людьми, а структура управления создает механизмы координации, обеспечивающие эффективное достижение общих целей и задач организации. Как правило, мероприятия по проектированию или изменению состава самой организации (разукрупнение, объединение, слияние с другими организациями и др.) вызывают необходимость соответствующих перемен в структуре управления.

 Характеристики структуры управления

Структуру управления характеризуют с помощью таких понятий, как сложность, уровни формализации и централизации, механизмы координации.

Сложность организационной структуры управления определяется по количеству отделов, групп, квалифицированных специалистов и уровней иерархии. Эти параметры в организациях могут существенно различаться в зависимости от принятого разделения работ и характера связей между ними.

Количество и состав отделов, групп, высококвалифицированных специалистов и уровней иерархии могут меняться при существенных изменениях как в структуре самой организации, так и в ее отношениях с внешней средой. Поэтому, к примеру, увеличение ассортимента выпускаемой продукции может вызвать необходимость пересмотра разделения работ среди управленческого персонала и формирования в составе отделении новых служб, ориентированных на продуктовую, географическую или потребительскую специализацию. Одновременно это может повлиять и на другие параметры структуры управления, например на уровень централизации принятия решений, механизмы координации, сложность.

Формализация характеризует масштабы использования правил и регулировочных механизмов для управления поведением людей, т.е. уровень стандартизации работ внутри организации. Стандарты ограничивают возможности выбора исполнителей, указывая им, что, когда и как надо делать. Работа должна выполняться в соответствии с требованиями, инструкциями.

Типовые подходы к построению структур управления

Структуры управления во многих организациях сложились больше исторически, чем в результате целенаправленных усилий по их формированию и улучшению.

Несмотря на это, можно выделить два типовых подхода, получившие наибольшее распространение. Первый – это формирование структуры управления исходя из внутреннего строения организаций, разделения работ и рационализации управления – иерархический тип. Второй исходит из необходимости постоянного приспособления структуры управления к условиям внешней среды, получивший название органического. При первом подходе главное внимание уделялось разделению труда на отдельные функции и соответствию ответственности работников управления предоставляемым полномочиям. В течение многих десятилетий организации создавали формальные структуры управления, которые получили название иерархических, или бюрократических.

Концепция иерархической структуры была сформулирована немецким социологом Максом Вебером, разработавшим нормативную модель рациональной бюрократии.

Она содержала следующие принципиальные положения:

· четкое разделение труда, следствием которого является необходимость использования квалифицированных специалистов по каждой должности;

· иерархичность управления, при которой нижестоящий уровень подчиняется и контролируется вышестоящим;

· наличие формальных правил и норм, обеспечивающих однородность выполнения менеджерами своих задач и обязанностей;

· дух формальной обезличенности, с которым официальные лица выполняют свои обязанности;

· осуществление найма на работу в соответствии с квалификационными требованиями к данной должности. Объективный характер управленческих решений выступал в качестве гаранта рациональности такой структуры.

Органический тип структуры управления отвергает необходимость в детальном разделении труда по видам работ и формирует такие отношения между участниками процесса управления, которые диктуются не структурой, а характером решаемой проблемы.

Главным свойством таких структур, известных в практике управления как гибкие и адаптивные, является присущая им способность сравнительно легко менять свою форму, приспосабливаться к новым условиям, органически вписываться в систему управления. Эти структуры ориентируются на ускоренную реализацию сложных программ и проектов в рамках крупных предприятий и объединений, целых отраслей и регионов. Как правило, они формируются на временной основе, т.е. на период реализации проекта, программы, решения проблемы или достижения поставленных целей.

Органический тип в отличие от иерархического представляет собой децентрализованную организацию управления, для которой характерны: отказ от формализации и бюрократизации процессов и отношений, сокращение числа иерархических уровней, высокий уровень горизонтальной интеграции между персоналом, ориентация культуры взаимоотношений на кооперацию, взаимную информированность (для создания общей системы знаний, помогающей решать проблемы организации быстрее и эффективнее) и самодисциплину.

Разновидностями органического типа структур являются проектные, матричные, программно–целевые, бригадные формы организации управления.

Выбор структуры управления

Решение вопроса о виде структуры управления, ее построении или модификации – это процесс адаптации структуры к внешним условиям (требованиям потребителя и рынка, общества, государственных органов и т.д.) и внутренним факторам развития организации (ее ресурсам, технологии, организации производства и труда, процессам принятия управленческих решений и т.п.). Поэтому выбор типа и вида структуры управления, на которую следует ориентироваться в конкретных условиях организации, осуществляется с учетом ситуационных факторов, к которым относятся: стратегия развития организации, ее размеры, технологии, характеристики окружающей среды.

Стратегия предопределяет структуру управления, которая должна соответствовать намеченным ею изменениям. Если организация приняла план инновационного пути развития, ей потребуется ввести гибкую структуру управления. Если же стратегия нацелена на максимальное сокращение затрат, ей в большей мере подойдет иерархическая структура. Исследования показывают, что стратегия предопределяет характер структуры прежде всего для организации в целом. На уровне подразделений и служб влияние стратегии на структуру ощущается в меньших размерах.

Размеры организации оказывают большое влияние на выбор структуры управления. Как правило, чем больше людей занято на предприятии, тем более вероятно применение структуры иерархического типа, при которой с помощью соответствующих механизмов обеспечиваются координация и контроль их деятельности.

Технологии являются важным фактором, оказывающим воздействие на структуру управления. При рутинном характере технологий чаще всего применяются иерархические структуры; технологии, связанные с неопределенностью, требуют органического построения структур управления. Наибольшее влияние технологии оказывают на структуру тех подразделений организации, которые непосредственно связаны с производством продукции и услуг.

Воздействие окружающей среды на выбор структуры управления разных организаций предопределяется характером и теснотой связи между ними. Чем более динамичным является окружение, тем большей приспособляемости требует оно от организации. Чаще всего эта связь выражается в применении различных комбинаций иерархического и органического типов структур управления.

Решая вопрос о том, какие отделы и службы должны быть в структуре управления, организации учитывают разделение работ, принятое в структуре организации. Выбор той или иной формы разделения работ зависит от размера и стадии жизненного цикла организации, а также от характера и разнообразия видов ее деятельности.

Виды структур управления

Линейная структура управления

Сущность линейной (иерархической) структуры управления состоит в том, что управляющие воздействия на объект могут передаваться только одним доминантным лицом – руководителем, который получает официальную информацию только от своих, непосредственно ему подчиненных лиц, принимает решения по всем вопросам, относящимся к руководимой им части объекта, и несет ответственность за его работу перед вышестоящим руководителем.

Данный тип организационной структуры управления применяется в условиях функционирования мелких предприятий с несложным производством при отсутствии у них разветвленных кооперированных связей с поставщиками, потребителями, научными и проектными организациями и т.д. В настоящее время такая структура используется в системе управления производственными участками, отдельными небольшими цехами, а также небольшими фирмами однородной и несложной технологии.

Преимущества линейной структуры объясняются простотой применения. Все обязанности и полномочия здесь четко распределены, и поэтому создаются условия для оперативного процесса принятия решений, для поддержания необходимой дисциплины в коллективе.

В числе недостатков линейного построения организации обычно отмечается жесткость, негибкость, неприспособленность к дальнейшему росту и развитию предприятия. Линейная структура ориентирована на большой объем информации, передаваемой от одного уровня управления к другому, ограничение инициативы у работников низших уровней управления. Она предъявляет высокие требования к квалификации руководителей и их компетенции по всем вопросам производства и управления подчиненными.

Возрастание масштабов производства и его сложности сопровождается углублением разделения труда, дифференциацией функций деятельности производственной системы. При этом рост объема работ по управлению сопровождается углублением функционального разделения управленческого труда, обособлением функций и специализацией подразделений управления. При этом создается функциональный тип структуры управления.

 Функциональная структура управления

Функциональная структура сложилась как неизбежный результат усложнения процесса управления. Особенность функциональной структуры заключается в том, что хотя и сохраняется единоначалие, но по отдельным фикциям управления формируются специальные подразделения, работники которых обладают знаниями и навыками работы в данной области управления.

В принципе создание функциональной структуры сводится к группировке персонала по тем широким задачам, которые он выполняет. Конкретные характеристики и особенности деятельности того или иного подразделения (блока) соответствуют наиболее важным направлениям деятельности всего предприятия.

Традиционные функциональные блоки предприятия – это отделы производства, маркетинга, финансов. Это широкие области деятельности, или функции, которые имеются на каждом предприятии для обеспечения достижения его целей.

Если размер всей организаций или данного отдела велик, то основные функциональные отделы можно, в свою очередь, подразделить на более мелкие функциональные подразделения. Они называются вторичными, или производными.

Основная идея здесь состоит в том, чтобы максимально использовать преимущества специализации и не допускать перегрузки руководства. При этом необходимо соблюдать известную осторожность с тем, чтобы такой отдел (или подразделение) не ставил бы свои собственные цели выше общих целей всего предприятия. На практике обычно используется линейно–функциональная, или штабная, структура, предусматривающая создание при основных звеньях линейной структуры функциональных подразделений

Линейно–функциональная структура управления

Линейно–функциональная структура управления представляет собой наиболее распространенный вид иерархической структуры. Ее основу составляют так называемый «шахтный» принцип построения и специализация управленческого процесса по функциональным подсистемам организации (маркетинг, производство, исследования и разработки, финансы, персонал и пр.). По каждой из них формируется иерархия служб («шахта»), пронизывающая всю организацию сверху донизу. Результаты работы каждой службы аппарата управления организацией оцениваются показателями, характеризующими выполнение ими своих целей и задач. Соответственно строится и система материального поощрения, ориентированная прежде всего на достижение высоких показателей каждой службы. За конечный результат в целом отвечает линейный руководитель (руководитель организации), задача которого состоит в том, чтобы все функциональные службы вносили свой вклад в его достижение.

Поэтому он много усилий тратит на координацию и принятие решений по продукции и рынкам. Высокие затраты на эту структуру могут компенсироваться за счет повышения экономических результатов.

Многолетний опыт использования линейно–функциональных структур управления показал, что они наиболее эффективны там, где аппарат управления выполняет рутинные, часто повторяющиеся и редко меняющиеся задачи и функции. Их достоинства проявляются в управлении небольшими предприятиями, а также организациями с массовым или крупносерийным типом производства. Если компания работает не только на внутреннем, но и на международном рынке, эта структура может быть полезной только в случае однородности требований к продукту и технологии его изготовления на всех видах рынка. Если же спрос на разных рынках различен, структура неэффективна.

Существенным препятствием к эффективному использованию этой структуры является то, что она не позволяет быстро реагировать на изменения в области науки и техники, которые чаще всего приводят к «разбалансировке» отношений между функциональными подсистемами. Положение усугубляется утратой гибкости во взаимоотношениях работников аппарата управления из–за высокого уровня формализации, органически свойственной данной структуре. Результатом является замедление и сложности с передачей информации, а это приводит к снижению скорости принятия решений. Необходимость согласования действий разных функциональных служб резко увеличивает объем работы руководителя организации и его заместителей.

Недостатки линейно–функциональной структуры управления на практике усугубляются за счет таких условий хозяйствования, при которых: допускается несоответствие между ответственностью и полномочиями у руководителей разных уровней и подразделений; превышаются нормы управляемости, особенно у директоров и их заместителей; формируются нерациональные информационные потоки; чрезмерно централизуется оперативное управление производством; не учитывается специфика работы различных подразделений; отсутствуют необходимые при этом типе структуры нормативные и регламентирующие документы.

Дивизиональная структура управления

Выше было отмечено, что необходимость изменения вида структуры управления чаще всего связана с ростом организации, диверсификацией ее деятельности и усложнением взаимодействий с внешней средой. Конкуренция заставляет руководителей концентрировать все больше внимания и усилий на конечных результатах, т.е. на продукции, услугах и потребителях. Соответственно меняются подходы к построению структур управления. Подход к перестройке и формированию структур, основу которого составляет выделение в составе организации производственных отделений (подразделений) как самостоятельных объектов управления, получил название дивизионального (от англ. Division – отделение).

Первыми перестройку структуры по этой модели начали крупнейшие организации, которые в рамках своих гигантских предприятий (корпораций) стали создавать производственные отделения, предоставив им определенную самостоятельность в осуществлении оперативной деятельности. В то же время администрация оставляла за собой право жесткого контроля по общекорпоративным вопросам стратегии развития, научно–исследовательских разработок, инвестиций и т.п. Поэтому этот тип структуры нередко характеризуют как сочетание централизованной координации с децентрализованным управлением (децентрализация при сохранении координации и контроля).

Ключевыми фигурами в управлении организациями с дивизиональной структурой становятся не руководители функциональных подразделений, а менеджеры, возглавляющие производственные отделения. Структуризация организации по отделениям производится, как правило, по одному из трех критериев: по выпускаемой продукции или предоставляемым услугам (продуктовая специализация), по ориентации на потребителя (потребительская специализация), по обслуживаемым территориям (региональная специализация).

Такой подход обеспечивает более тесную связь производства с потребителями, существенно ускоряя его реакцию на изменения, происходящие во внешней среде. В результате расширения границ оперативно–хозяйственной самостоятельности отделения стали рассматриваться как «центры прибыли», активно использующие предоставленную им свободу для повышения эффективности работы.

В то же время дивизиональные структуры управления привели к росту иерархичности, т.е. вертикали управления. Они потребовали формирования промежуточных уровней менеджмента для координации работы отделений, групп и т.п. Дублирование функций управления на разных уровнях в конечном счете привело к росту затрат на содержание управленческого аппарата. В самих производственных отделениях управление строится по линейно–функциональному типу.

На дивизиональную структуру управления успешно переходят многие отечественные организации (в первую очередь корпорации, акционерные общества, холдинги и т.п.), используя заложенные в ней возможности децентрализации роста эффективности.

Различные модификации иерархических структур, использовавшиеся за рубежом и в нашей стране, не позволяли решать проблемы координации функциональных звеньев по горизонтали, повышения ответственности и расширения полномочий руководителей низовых и средних уровней, освобождения высшего эшелона от оперативного контроля. Требовался переход к более гибким структурам, лучше приспособленным к динамичным изменениям и требованиям производства.

Проектная структура управления

Ускорение процессов, связанных с научными исследованиями, разработками и нововведениями, неизбежно привело к активизации проектных разработок в организациях. Результатом стало выделение в составе организаций полуавтономных групп, каждая из которых концентрируется на выполнении определенного проекта. Проектом считается любой процесс целенаправленных изменений в организации (например, модернизация производства, освоение новых видов продукции или технологий, автоматизация управления финансами, проектирование новой структуры управления и т.п.), обладающий следующими характерными чертами:

- целостный характер деятельности; участие в работе различных специалистов, между которыми устанавливаются отношения кооперации;

- четко сформулированный конечный результат деятельности;

- ограничения во времени и ресурсах, выделяемых для достижения целей проектирования.

Управление проектом включает определение его целей, формирование структуры, планирование и организацию выполнения работ, координационные механизмы. Одной из форм проектного управления является формирование специального подразделения – проектной команды (или группы), работающей на временной основе. В ее состав входят необходимые специалисты, в том числе и по управлению. Руководитель проекта наделяется полномочиями по планированию, контролю за ходом работ и расходованием ресурсов, материальному поощрению работающих.

По завершении проекта структура распадается, а сотрудники переходят в новую проектную структуру или возвращаются на свою постоянную должность (при контрактной работе – увольняются).

Такая структура обладает большой гибкостью, но при наличии нескольких целевых программ или проектов приводит к дроблению ресурсов и заметно усложняет поддержание и развитие производственного и научно– технического потенциала организации как единого целого. При этом от руководителя проекта требуется не только управление всеми стадиями жизненного цикла проекта, но и учет места проекта в сети проектов данной организации. С целью облегчения задач координации в организациях создаются штабные органы управления из руководителей проектов или используются так называемые матричные структуры.

Матричная структура управления

Матричная структура управления помогает решать проблемы координации и связывать воедино деятельность звеньев базовой структуры и временных групп.

Она представляет собой решетчатую организацию, построенную на принципе двойного подчинения исполнителей: с одной стороны – непосредственному руководителю функциональной службы, которая предоставляет персонал и техническую помощь руководителю проекта, с другой – руководителю проекта (целевой программы), который наделен необходимыми полномочиями для осуществления процесса управления в соответствии с запланированными сроками, ресурсами и качеством. При такой организации руководитель проекта взаимодействует с двумя группами подчиненных: с постоянными членами проектной группы и с другими работниками функциональных отделов, которые подчиняются ему временно и по ограниченному кругу вопросов. При этом сохраняется их подчинение непосредственным руководителям подразделений, отделов.

Переход к матричным структурам обычно охватывает не всю организацию, а лишь ее часть, при этом ее успех в значительной мере зависит от того, в какой степени руководители проектов обладают профессиональными качествами менеджеров и могут выступать в проектной группе лидерами. Масштабы применения матричных структур в организациях довольно значительные, что говорит об их эффективности. В нашей стране программно– целевые, проектные и матричные структуры особенно эффективны там, где наряду с новыми формами внедряются и новые экономические взаимоотношения между подразделениями предприятий, что повышает их заинтересованность в достижении целей программ и проектов. Гибкие оргструктуры «не срабатывают», если без изменения остаются действовавшие раньше системы планирования, контроля, распределения ресурсов, не вводятся новые условия материального стимулирования участников, не меняется стиль руководства и не поддерживается стремление работников к самовыражению и саморазвитию.

 Бригадная структура управления

Бригадная (командная) структура является еще одной разновидностью органического типа структур управления. Ее основу составляет групповая форма организации труда и производства, давно известная во всем мире, в том числе и в нашей стране.

Однако только в 80–е гг. XX в. появились объективные возможности для наиболее полного использования всех преимуществ этой формы. К ним в первую очередь надо отнести ускорение всех процессов, связанных с обновлением продукции и технологии, ориентацию многих предприятий на небольшие по емкости рынки, повышение требований к качеству обслуживания потребителей и времени выполнения заказов. В ответ на эти новые условия организации начали процесс разукрупнения и сокращения размеров своих первичных звеньев. Именно в это время стали формироваться бригады из рабочих, инженеров, специалистов и управленцев, обладающие производственной самостоятельностью и независимостью, полностью отвечающие за результаты своей деятельности.

Принципы, на которых строится бригадная структура, разрушают основы командно–контрольных структур управления. Назовем главные: автономная работа; самостоятельное принятие решений и координация деятельности по горизонтали; замена жестких связей бюрократического типа гибкими связями; привлечение для разработки и решения задач сотрудников из других подразделений, что разрушает традиционное деление производственных, инженерно–технических, экономических и управленческих служб на изолированные системы со своими целевыми установками и интересами.

Переход к бригадным структурам обычно требует значительной подготовки, что прежде всего связано с распределением всего персонала по группам (бригадам), число членов в которых невелико (обычно до 10–15 человек).

Рабочую группу возглавляет руководитель, характер его работы определяется концепцией групповой работы, в которой поощряются взаимопомощь, взаимозаменяемость, личная ответственность, ориентация на запросы потребителей. При этом существенно меняются требования к квалификации работающих: предпочтение отдается людям с универсальными знаниями и навыками, так как только они могут обеспечить взаимозаменяемость и гибкость при смене выполняемых группой заданий. В бригадах значительно расширяются функции труда работников и повышается их квалификация в результате освоения нескольких специальностей и профессий и более полного развития способностей. Сочетание коллективной и индивидуальной ответственности за качество работы и ее конечный результат резко снижает необходимость в формальном контроле.

Соответственно этому меняются условия оплаты труда, направленные прежде всего на стимулирование экономически выгодного сотрудничества и повышение заинтересованности в росте прибылей и доходов. В бригадах вводятся гибкие системы, предусматривающие тесную связь между уровнем заработной платы каждого члена группы и общими результатами.

Распространение бригадных структур за рубежом (например, в США к 1984 г. более 200 из 500 крупнейших корпораций создали различные по степени автономии бригады) – стимулировало развитие внутрифирменных рыночно– экономических отношений и привело к существенному сокращению аппарата управления на среднем уровне. Это логичный результат объединения в команды специалистов, знающих задачи и способы их решения и не нуждающихся в дополнительных руководящих указаниях сверху.

Одной из последних разработок, развивающих идею гибких органических структур управления, является их построение в форме перевернутой пирамиды, в которой на верхний уровень иерархии выведены специалисты–профессионалы, в то время как руководитель организации находится в нижней части схемы.

Такие структуры могут использоваться там, где профессионалы имеют опыт и знания, дающие им возможность действовать независимо и квалифицированно удовлетворять потребности клиентов. Прежде всего это относится к организациям здравоохранения и образования, где сконцентрировано большое число специалистов, работающих самостоятельно при поддержке вспомогательного или обслуживающего персонала.

Принципы построения структур управления

Многосторонность содержания структур управления предопределяет множественность принципов их формирования. Прежде всего структура должна отражать цели и задачи организации, а следовательно, быть подчиненной производству и меняться вместе с происходящими в нем изменениями. Она должна отражать функциональное разделение труда и объем полномочий работников управления; последние определяются политикой, процедурами, правилами и должностными инструкциями и расширяются, как правило, в направлении более высоких уровней управления.

Полномочия руководителя любого уровня ограничиваются не только внутренними факторами, но и факторами внешней среды, уровнем культуры и ценностными ориентациями общества, принятыми в нем традициями и нормами. Другими словами, структура управления должна соответствовать социально–культурной среде, и при ее построении надо учитывать условия, в которых ей предстоит функционировать. Практически это означает, что попытки слепо копировать структуры управления, действующие успешно в других организациях, обречены на провал, если условия работы различны. Немаловажное значение имеет также реализация принципа соответствия между функциями и полномочиями, с одной стороны, и квалификацией и уровнем культуры с другой.

Любую перестройку структуры управления необходимо оценивать прежде всего с точки зрения достижения поставленных перед ней целей. В условиях нормально развивающейся (не кризисной) экономики реорганизация направлена чаще всего на то, чтобы путем совершенствования системы управления повысить эффективность работы организации, при этом главными факторами улучшения являются рост производительности труда, ускорение технического развития, кооперация в принятии и реализации управленческих решений и т.д. Важным критерием оценки организационной структуры управления является ее восприятие людьми, которым предстоит работать в новых условиях. Идеальным вариантом является такая структура, которая позволяет менеджерам работать как единой команде.

В кризисный период изменения в структурах управления направлены на создание условий для выживания организации за счет более рационального использования ресурсов, снижения затрат и более гибкого приспособления к требованиям внешней среды. Но вне зависимости от причин, вызывающих перестройку, она обязательно преследует цели расширения полномочий на нижних уровнях иерархии управления и повышения производственно– хозяйственной самостоятельности подразделений, входящих в состав организации. Практически это означает привлечение все большего количества работников (в том числе и не относящихся к управленческому персоналу) к процессу выявления и решения проблем предприятия. Поэтому наряду с теми возможностями, которые новая структура управления создает для улучшения экономических и социальных параметров, ее оценка производится и по таким направлениям, как быстрота получения и Обработки информации, необходимой для принятия решений; использование информационной технологии, упрощающей не только решение проблем, но и всю систему взаимодействий, необходимых в процессе разработки и реализации управленческих решений.

В целом рациональная организационная структура управления предприятием должна отвечать следующим требованиям:

· обладать функциональной пригодностью, гарантировать надежность и обеспечивать управление на всех уровнях;

· быть оперативной, не отставать от хода производственного процесса;

· иметь минимальное количество уровней управления и рациональные связи между органами управления;

· быть экономичной, минимизировать затраты на выполнение управленческих функций.

ГИБКИЕ ПРОИЗВЕДСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ

В соответствии с ГОСТ 26229 гибкая производственная система (ГПС) (гибкое автоматизированное производство – ГАП) – совокупность в разных сочетаниях оборудования с программным управлением, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

В промышленно развитых странах крупносерийное и массовое производство составляет лишь 20%, а единичное, мелкосерийное и серийное производство – 80 %.

В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, были разработаны методы групповой технологии.

Верным шагом на пути автоматизации производства является разработка программируемых и за счет этого перенастраиваемых средств, то есть гибкого оборудования. К ним относятся станки с ЧПУ, в том числе обрабатывающие центры, промышленные роботы и другое оборудование. Еще большей гибкостью обладают системы, управляемые от ЭВМ. Подобные системы называют по разному:

- в Японии – гибкой автоматизацией, гибким производственным комплексом.

- в США – гибкой производственной системой (FMS). (ГПС).

- в нашей стране такого рода комплексы называют гибким автоматическим производством (ГАП).

ГАП функционирует на основе программного управления и групповой ориентации производства. На первом этапе ГАП может быть автоматизированным, то есть включать операции, выполняемые с участием человека.

ГАП включает исполнительную систему, состоящую из технологической, транспортной, складской систем и систему управления.

История развития

Периоды развития ГПС:

· период – 60–70 годы – разработка и проверка базисных принципов создания;

· период – 80 годы – разработка и создание элементной техники и технологии;

· период – 90 годы – разработка и создание системы комплексов ГП.

В нашей стране широкое распространение получили автоматические поточные линии, объединяющие комплексы автоматически работающих агрегатных станков и станков–автоматов.

Недостаток – узкая ориентация на изготовление определенного вида изделий. В связи с этим подобные средства можно использовать только там, где производство носит массовый, устойчивый характер.

В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, были разработаны методы групповой технологии. Следующим шагом на пути автоматизации производства является разработка программируемых и за счет этого перенастраиваемых средств, то есть гибкого оборудования. К ним относятся станки с ЧПУ, в том числе обрабатывающие центры, промышленные роботы и другое оборудование. Еще большей гибкостью обладают системы, управляемые от ЭВМ. Подобные системы называют по разному:

Анализ ГПС позволяет сделать некоторые выводы:

- управление транспортными системами и работой станков осуществляется одной или несколькими отдельными ЭВМ;

- число станков в ГПС колеблется от 2 до 50. Однако 80% ГПС составлено из 4–5 станков и 15% из 8 – 10;

- реже встречаются системы из 30–50 станков (2–3%);

- наибольший экономический эффект от использования ГПС достигается при обработке корпусных деталей, нежели от их использования при обработке других деталей, например деталей типа тел вращения.

Различна и степень гибкости ГПС. В США преобладают системы для обработки изделий в пределах 4–10 наименований, в Германии – от 50 до 200; нормативный срок окупаемости ГПС в различных странах 2 – 4,5 года.

Основные понятия и определения

Производственным процессом в машиностроении называют совокупность действий, необходимых для выпуска готовых изделий. В основу производственного процесса положен технологический процесс изготовления изделий, во время которого происходит изменение качественного состояния объекта производства. Для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса изготовления изделия необходимы еще и вспомогательные процессы

Наибольшее распространение получили ГАП в механообработке. Здесь сформировались типичные структуры – модули, объединяемые в линии или участки с помощью транспортно–складских систем. Состав модуля включает:

- обрабатывающий центр;

- накопитель паллет или кассет и средства ЧПУ. Сравнительные данные по использованию ГАП в различных технологиях:

· металлообработка ковкой – 50 %;

· металлообработка штамповкой – 21 %;

· формовка – 12 %;

· сборка – 5 %;

· остальные технологии – 12 %.

Сложнее всего происходит внедрение ГАП в сборочные производство, это связано:

· со сложностью и разнообразием объектов сборки и необходимой для

этой сборки оснастки;

· коротким циклом операций сборки;

· не жесткостью или упругостью деталей;

· необходимостью в настройке, подгонке и учете малых допусков в

сочленении деталей.

В сборочных ГАП центральным компонентом являются роботы с развитой сенсорикой и высоким уровнем машинного интеллекта, что влияет на увеличение уровня затрат при создании ГАП сборки. Поскольку роботы с интеллектуальными средствами управления еще не получили широкого распространения, то приходится резко повышать затраты на периферийное оборудование и оснастку, создавая условия для применения более простых роботов. При этом стоимость оснастки и периферии составляет до 70 % от общей стоимости сборочного модуля. Далее будут более подробно рассмотрены экономические и социальные аспекты использования роботов. Однако ГАП не является эффективным для любых типов производств.

В настоящее время роботы в основном применяются при операциях транспортирования, сборки, обслуживания обрабатывающего оборудования, сварки и контроля. С точки зрения вычислительной нагрузки на управляющую ЭВМ производственные операции можно подразделить на два вида:

-информационно простые операции, к ним относятся операции переноса большого числа предметов или тяжелых предметов;

-информационно сложные операции (сборки и контроля).

Основным направлением совершенствования роботов является развитие применения микро–ЭВМ с 8, 16 и 32–разрядными микропроцессорами, развитыми операционными системами и задачеориентированными языками программирования высокого уровня. Перспективным направлением является использование аналоговых микропроцессоров, т.е. больших интегральных схем, где в одном кристалле реализованы как цифровые элементы – микропроцессор, как и цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, схемы управления периферийными устройствами.

Для реализации высоконадежных систем управления роботами все больше находят применение адаптивные микропроцессоры с БИС, т.к. в этих устройствах имеются резервные узлы, средства диагностики отказов и самовосстановления, реализующие адаптивные внутренние связи, способствующие увеличению надежности роботоориентированных вычислительных устройств до показателей, отвечающих производственным требованиям.

Классификация производственных систем

Изучение современного производства, разработок и проектов показывает, что спектр решений гибких производственных систем простирается от производственных модулей на базе одного станка с ЧПУ до объединенных компьютером производственных участков и цехов.

Основными классификационными признаками ГАП являются:

- масштабность структуры;

- сфера использования (по группам отраслевых производств, видам работ, массе и габаритам продукции);

- технический уровень (гибкость, степень автоматизации, рост производительности).

По масштабности ГАП разделяется на :

- гибкий производственный модуль (ГПМ)

- единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраивания в гибкую производственную систему.

Гибкая производственная система (ГПС)

Совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение указанного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ)

Гибкая производственная система, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.

Гибкий автоматизированный участок (ГАУ)

Гибкая производственная система, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ)

Гибкая производственная система, представляющая собой в различных сочетаниях совокупность гибких автоматизированных линий, роботизированных технологических комплексов, гибких автоматизированных участков, роботизированных технологических участков для изготовления изделий заданной номенклатуры.

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ)

Гибкая производственная система, представляющая собой совокупность ГАЦ.

По степеням автоматизации ГПС подразделяются на:

- гибкие производственные комплексы (ГПК);

- гибкие автоматизированные производства (ГАП).

ГПК определяется как ГПС, состоящая из нескольких ГПМ, объединенных автоматизированной системой управления и автоматизированной транспортно-складской системой, автономно функционирующая в течение заданного интервала времени и имеющая возможность встраивания в систему более высокой системы автоматизации.

ГАП представляет собой ГПС, состоящую из одного или нескольких ГПК, объединенных автоматизированной системой управления и транспортно– складской системой.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) Совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы. РТК, предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраивания в систему. Средствами оснащения РТК могут быть: устройства накопления, ориентации, поштучной выдачи объектов производства и другие средства, обеспечивающие функционирование РТК.

Система обеспечения функционирования ГПС

Совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление гибкой производственной системой при помощи ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.

В общем случае в систему обеспечения функционирования ГПС входят:

· автоматизированная транспортно–складская система (АТСС);

· автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО);

· система автоматизированного контроля (САК);

· автоматизированная система удаления отходов (АСУО);

· автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП);

· автоматизированная система научных исследований (АСНИ);

· система автоматизированного проектирования (САПР);

· автоматизированная система технологической подготовки производства (АС ТПП);

· автоматизированная система управления (АСУ) и т.д.

· автоматизированная транспортно–складская система (АТСС).

По гибкости ГПС делятся на системы:

а) высокой гибкости у которых номенклатура продукции, приведенная на один обрабатывающий модуль, превышает 100 наименований. Затраты времени на переналадку для обработки новой детали в пределах группы не более 10% полезного фонда времени работы.

б) средней гибкости – номенклатура продукции, приведенная на один модуль, 20 – 100 наименований. Затраты времени на переналадку – 20 %.

в) малой гибкости – номенклатура – до 20 наименований; затраты времени на переналадку более 20 %.

По степени автоматизации ГПС делятся на системы:

а) высокой (высшей) степени – автоматическое управление и трехсменный режим работы;

б) средней степени – непрерывное автоматизированное управление при многостаночном обслуживании с коэффициентом многостаночности более 2.

в) малой степени – коэффициент многостаночности не более 2.

 Основные характеристики ГПС

Важнейшие характеристики ГАП:

-производительность;

-гибкость;

-эффективность;

Определяются, во-первых, характеристиками основного (станки) и вспомогательного (накопители, системы автоматизированного контроля и измерений и т.д.) оборудования и во–вторых, удачностью компоновки оборудования в ГПС.

 Производительность ГПС

Это важнейший показатель эффективности производственного процесса. Наиболее надежным и удобным количественным критерием производительности являлась производительность, измеряемая количеством изделий, произведенных в единицу времени (шт/ч), или ее обратная величина – трудоемкость изготовления конкретного изделия.

Привязка этих показателей к конкретному изделию делает их малоэффективными для оценки производительности процесса, с выхода которого снимаются разные изделия. ГПС производит не только разные детали, но и разное их число в единицу времени.

Производительность нельзя рассматривать без таких понятий как гибкость и мобильность.

Гибкость:

По возможность обрабатывать на одной и той же технологической линии различные детали в различных сочетаниях;

По возможность изменения в любой момент стратегии производства в зависимости от необходимости;

По модифицирование обрабатываемых деталей без привлечения дополнительных значительных затрат;

По изменение состава технологической линии в зависимости от требований;

По повторное использование значительного процента существующих капиталовложений в том случае, если приходится полностью менять тип продукции.

Гибкость и производительность – это такие два фактора, которые очень трудно объединять, и поэтому только из анализа этих факторов можно определить их оптимальное соотношение для объединения, и этот анализ должен выполняться совместно конструктором и потребителем.

Этот анализ должен способствовать определению того, как и насколько гибкая система производства может влиять и сокращать себестоимость продукции, где под себестоимостью продукции понимается как прямая стоимость производства, так и все косвенные затраты производства, которые могут быть изменены благодаря применению этой новой современной системы производства.

Гибкие производственные системы обычно состоят из определенного количества станков, системы транспортировки и разгрузки деталей и системы управления, состоящей из одной или нескольких ЭВМ и соответствующего математического обеспечения.

Станки могут быть специализированные или универсальные, одинаковые или различные, более или менее гибкие, оснащенные или нет какой–либо особенной аппаратурой.

Система транспортировки может быть организована для транспортировки деталей, оснастки, паллет или же только для перевозки деталей; может быть более жесткой (например, линия на роликах с приводом), или же более гибкой (например, самоходные тележки на рельсах или с управлением по проводу; может выполнять только подачу отдельных деталей, а затем роботы будут забирать эти детали и закреплять или снимать их на оснастке станков.

Может, наконец, выполнять перевозку только деталей, либо также и перевозку инструментов.

Система управления может быть простейшей (управление только одним движением тележек или деталей) или может усложняться и быть системой, которая управляет программой обработки деталей, магазином с инструментами, качеством обработки, стратегией, – которые изменяются в зависимости от требований производства; наконец, может быть сложнейшей системой комплексного управления цехом со всеми его составными частями.

Эффективность работы ГПС

Высокая степень гибкости производственных систем и дополнительные затраты, необходимые для их внедрения, требуют тщательного и всестороннего анализа экономической эффективности их использования.

Экономический эффект внедрения ГПС не всегда можно определить простым сравнением только стоимости и других показателей основного оборудования и агрегатов. Попытки применить традиционные формулы для подсчета экономической эффективности внедрения ГПС часто приводят к отрицательному результату. Объединение в одной системе металлообработки, контроля качества, транспортировки, и др. не просто складывает, а нелинейно увеличивает экономический эффект.

Опыт показывает, что эффективность ГПС возрастает с годами в течение определенного периода после первоначальных капитальных вложений.

Это результат следующих факторов:

- приобретения опыта эксплуатации ГПС;

- ранее внедренные ГПС позволят обновлять производство за счет совершенствования ЭВМ, программного обеспечения и отчасти станков (повышение скорости обработки данных, увеличение объема памяти ЭВМ, развитие микропроцессорной техники и т.д.);

- гибкость ГПС позволяет наращивать производственные мощности постепенно, поэтапно, обрабатывать одновременно несколько разных деталей;

ГПС позволяет совершенствовать конструкцию изделия практически без дополнительных капиталовложений, связанных с изменением конструкций.

Опыт показывает, что затраты по внедрению первой ГПС значительно выше и сокращаются с внедрением каждой последующей системы.

Полностью оценить эффективность внедрения ГПС возможно только при всесторонней оценке их технических, организационных, экономических преимуществ и социальных последствий.

Уже имеются методики сравнения экономической эффективности вариантов новой техники.

Автоматизированные станочные системы ГПС производства ковки и штамповки

Современное машиностроение примерно на три четверти имеет среднесерийный и мелкосерийный характер производства. Быстро обновляется номенклатура машин, одновременно возрастает их сложность и точность; все это приводит к необходимости оперативной перестройки производства на предприятиях. Организационно-технические средства, эффективные для массового одно номенклатурного уровня производства, становятся тормозом для обновления продукции. Следовательно, необходимо создавать быстропереналаживаемые производства с высокой производительностью труда.

Станочная система – управляемая совокупность станков и вспомогательного оборудования, предназначенная для обработки одной, нескольких подобных заготовок или заготовок широкой номенклатуры на основе одного, нескольких или различных маршрутных технологических процессов.

Автоматические станочные системы функционируют без участия человека. Автоматизированные станочные системы функционируют с участием человека

Для роботизированных комплексов заготовительного крупносерийного и массового производства характерно использование автоматизированных машин для литья под давлением, литья алюминиевых и пластмассовых изделий в металлические формы, кокильных, а также специализированных машин для изготовления оболочковых форм и зачистки отливок. Структурное построение таких комплексов характеризуется индивидуальным использованием основного литейного оборудования, обслуживаемого промышленными роботами и автоматизированными вспомогательными устройствами.

Автоматизировав производственные линии, можно выполнять различные операции наряду со штамповкой: механическую обработку, сварку, сверление и другие. Благодаря этому достаточно сложный технологический процесс проходит с минимальным участием человека. Исключение человеческого фактора в данном случае означает, что все этапы производства контролируются автоматическими приборами, гораздо более точными и надежными. Однако контроль человека также остается постоянно. Контрольно–измерительные приборы, блоки питания, датчики и контроллеры заметно облегчают работу человека, но не исключают ее совсем. Они лишь помогают там, где человеческие возможности не позволяют осуществить работу так же хорошо, как возможности машин. Например, датчик перемещения позволяет регистрировать отклонение объекта в несколько микрон и избежать нарушения технологического процесса, подав сигнал. Человек не в состоянии заметить и вовремя отреагировать на подобную ситуацию.

Автоматизация производства – естественный процесс развития металлообрабатывающей промышленности. Это залог качества, экономии средств и безопасности всех производственных процессов.

Автоматизация кузнечнопрессового производства в машиностроении осуществляется путем создания роботизированных комплексов для горячей и холодной объемной штамповки, ковки, холодной листовой штамповки, прессования изделий из пластмасс и порошков, а также для вспомогательных операций – чеканки, гибки, рихтовки.

Для автоматизации процесса горячей штамповки деталей массой до 3 кг из плоских штучных заготовок используют комплекс на базе пресса мод. КО– 134, специализированного двурукого ПР мод. «Циклон–ЗБ», индукционной печи и загрузочного устройства. ПР в составе комплекса выполняет следующие операции; установку заготовки (одной рукой), переустановку (второй рукой) ее на позицию вытяжки, а затем на лоток. Кроме того, робот управляет включением автоматического цикла пресса.

Гибкие производственные системы – наиболее эффективное средство автоматизации серийного производства, позволяющее переходить с одного вида продукции на другой с минимальными затратами времени и труда. ГПС позволяет снизить потребность в квалифицированных станочниках и станках, повысить качество продукции. Производительность станков с ЧПУ, входящих в ГПС, в 1,5–2 раза выше суммарной производительности такого же количества индивидуально работающих станков с ЧПУ.

Гибкая производственная система – это комплекс технологических средств, состоящих из одного–двух (не более) многоцелевых станков с ЧПУ или других металлорежущих станков с ЧПУ, оснащенных механизмами автоматической смены инструмента, автоматической смены заготовок и транспортирования их со склада до зоны обработки с помощью различных транспортных средств, например самоходных роботизированных тележек. Этот комплекс связан с единым математическим обеспечением, способствующим работе оборудования в автоматическом режиме с минимальным участием человека.

ГПС оснащены современными системами ЧПУ, управляющими перемещениями механизмов станка, инструментом, транспортом, системами загрузки–выгрузки. Такие системы ЧПУ имеют дисплеи, помогающие оператору увидеть отклонения в работе станка, мониторные устройства, обеспечивающие диагностирование режущего инструмента, контроль размеров обрабатываемых заготовок непосредственно на станке и т. д.

УПРАВЛЕНИЕ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРЕДПРИЯТИИ

В последние годы в машиностроительной отрасли наметилась положительная тенденция роста и на один из первых планов выходит задача повышения эффективности управления производственной деятельностью. Сегодняшний рынок предъявляет к предприятиям все более жесткие конкурентные условия и требует от них снижения цен на продукцию, сокращения сроков поставки, повышения качества продукции, обеспечения высокого уровня сервиса. Для того чтобы выполнять эти требования рынка и оставаться конкурентоспособными, предприятия вынуждены снижать прямые и косвенные затраты, сокращать запасы и уровень незавершенного производства, сокращать длительности производственных циклов и повышать эффективность производственных процессов.

Достижение указанных целей требует использования современных методов управления. Для машиностроительных предприятий это, прежде всего, управление информационной поддержкой жизненного цикла изделий (CALS), использование методов управления ресурсами предприятия, заложенных в стандарте MRPII, применение методов финансового планирования, переход на процессный подход к управлению. Реализацию данных методов практически невозможно представить без современных информационных систем. Для машиностроительного предприятия набольшее значение при этом имеют системы управления конструкторско -технологической документацией и системы управления ресурсами предприятия.

К первому блоку относится ряд систем класса CAD/CAM (Computer Aided Design / Manufacturing) или отечественный аналог данных терминов - САПР (Системы автоматизированного проектирования), обеспечивающие такие функции, как проектирование изделий, разработку технологий, расчет материальных и трудовых нормативов, и системы класса PDM (Product Data Management управление данными об изделиях), ответственные за управление конструкторскими и технологическими данными, управление документацией (электронный архив) и управление изменениями.

Второй блок составляют системы, обеспечивающие управление ключевыми ресурсами предприятия: трудовыми, материальными, финансовыми ресурсами и мощностями предприятия. Наиболее полно это обеспечивают ERP- системы, удовлетворяющие требованиями стандарта MRPII. Подобные системы призваны выполнять такие функции, как планирование, управление продажами, снабжением, производством и запасами, управление персоналом, ведение управленческого, бухгалтерского и налогового учета.

Построение эффективной системы управления на основе вышеназванных информационных систем возможно только при их тесной интеграции между собой и формировании единого информационного пространства предприятия.

Информационное управление на машиностроительном предприятии

Машиностроение: инженерный анализ

С точки зрения психологии под информационным управлением понимается процесс выработки и реализации управленческих решений в ситуации, когда управляющее воздействие носит неявный, косвенный характер, а объекту управления представляется определяемая субъектом управления информация о ситуации (информационная картина), ориентируясь па которую этот объект как бы самостоятельно выбирает линию своего поведения.

Механизм информационного воздействия основан на манипуляции сознанием масс и внесением в это сознание целенаправленной достоверной либо недостоверной информации (дезинформации).

Этот тип управления человеком, группой, массой связан со стремлением так сформировать сообщение о реальной ситуации, чтобы, несмотря па его неадекватность, человек принимал его как само собой разумеющееся и поступал (голосовал, покупал) соответствующим образом. То сеть конечной пелыо информационного воздействия является желаемое поведение объекта управления, которое постулируется субъектом.

Системы компьютерного инженерного анализа не только позволяют оценить принципиальную работоспособность будущей конструкции (например, по условиям прочности) они нашли широкое применение при моделировании технологических процессов металлообработки, ковки и штамповки, литья металлов и пластмасс. Современные конечно-элементные системы дают возможность моделировать ситуации реальной эксплуатации изделий: попадание птицы в авиационный двигатель, столкновение автомобилей и т.п. Что бы ни выпускало предприятие - электронное оборудование, медицинские приборы или высококачественный спортивный инвентарь, - какие бы расчетные или исследовательские задачи ни решались, применение систем инженерного анализа необходимо для получения надежных результатов и обеспечения высокой экономической эффективности, без которых невозможен успех 15 условиях рыночной экономики. Моделирование эксплуатационных характеристик будущего изделия еще на стадии его проектирования, до изготовления физического прототипа, экономит значительные средства и существенно снижает сроки разработок.

Предлагаемый компанией Ай Ти Центр программный комплекс MSC.visual Nastran обеспечивает полный набор расчетов, включая расчет напряженно- деформированного состояния, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, решение задач теплопередачи, исследование установившихся и неустановившихся процессов, акустических явлений, нелинейных статических и быстротекущих процессов, нелинейных динамических переходных процессов, расчет критических частот и вибраций роторных машин, анализ частотных характеристик при воздействии случайных нагрузок, спектральный анализ и исследование аэроупругости. Предусмотрена возможность

У моделирования практически всех типов материалов, включая композитные и гиперупругие.

Разные уровни программных пакетов можно использовать на различных платформах - от персональных компьютеров до рабочих станций и суперкомпьютеров. Гибкая модульная структура продуктов MSG позволяет сформировать оптимальный пакет программных средств, реализующих самые передовые компьютерные технологии и учитывающих специфику конкретного предприятия.

Наряду с расчетом конструкций MSC.visual Nastran может использоваться и для их оптимизации, которая осуществляется путем вариации параметров формы, размеров и свойств конструкции. Эффективные алгоритмы позволяют обрабатывать любое количество проектных параметров и ограничений. Вес, напряжения, перемещения, собственные частоты и многие другие характеристики могу т рассматриваться либо в качестве целевых функций, либо в качестве ограничений. Алгоритмы анализа чувствительности позволяют исследовать влияние различных параметров на поведение целевой функции и управлять процессом поиска оптимального решения.

Компания АйТи Центр также предлагает специализированные решения инженерною анализа для расчетов строительных конструкций (STAAD.Pro, SCAD Office), инженерных коммуникаций (СТАРТ, Piping Systems Fluid Flow) и т.д.

 Машиностроение: электронный архив и документооборот

В процессе конструкторской и технологической подготовки производства появляется и используется большое количество документов, причем часть из них создается различными средствами конструкторской разработки, частично используется ранее разработанная документация (в бумажном и электронном виде), множество документов возникает при технологическом проектировании, а также оперативном планировании и управлении производственным процессом.

Внедрение системы инженерного документооборота на базе систем fechnologiCS или TDMS значительно упрощает сертификацию предприятия на соответствие международным стандартам группы ISO 9000. Эта задача неразрывно связана с организацией защищенного электронного архива, предполагающего разделение прав доступа пользователей к документам и разделам хранилища, четко определенные маршруты согласования- утверждения документов, механизм электронной подписи.

При параллельном обращении электронных и бумажных документов предлагаемые компанией АйТи Центр программно-аппаратные комплексы позволят решить вопросы перевода бумажных чертежей и документов в электронный вид (решения на базе Осе, Contcx, Canon, HP), их предвари тельной обработки, растрово -векторного редактирования, векторизации (серия программ Raster Arts). Это обеспечивает сохранение накопленного опыта и его использование в новейших разработках.

Практически на всех отечественных предприятиях даже при использовании электронных средств проектирования и конструирования главным носителем информации все-таки остается чертеж на бумаге. Тем не менее его утвержденная растровая копия может и должна участвовать в инженерном документооборо те наравне с электронными документами.

Для физического хранения и обработки всей накапливаемой информации и электронных документов необходимо выделение достаточных непроизводительности файлового сервера (или нескольких серверов), систем хранения больших объемов данных и средств резервного копирования. Существующие аппаратные средства позволяют организовать как оперативный доступ к хранимой информации, так и ее надежное долговременное хранение:

- TDMS

- Norma CS

На многих предприятиях автоматизация конструкторской подготовки производства началась достаточно давно, и конструкторы в этом отношении одни из наиболее передовых участников процесса. Проектно- конструкторская проработка представляет собой важную часть жизненного цикла будущего изделия: принятые уже па этом этапе решения во многом определяют эффективность производства, сбыта и эксплуатации. В процессе конструкторской проработки формируется состав изделия, а закладываемая конструктором информация о применяемых материалах, сортаменте, назначаемых допусках отклонениях впоследствии оказывает существенное влияние на технологичность конструкции, сроки производства и стоимость продукции.

В зависимости отрешаемых задач (формирование облика изделия, выпуск конструкторской документации, построение электронного макета) конструкторскими подразделениями могут применяться системы различного уровня (например, ряд предприятий одновременно применяет AutoCAD, Autodesk Inventor или Solid Edgc и Urographies), по для многих предприятий выполнение проектно-конструкторских работ средствами какой-либо обособленной системы автоматизированного проектирования (САПР) оказывается либо невозможным, либо недоступным из-за высокой стоимости многофункциональных программных средств. Па основе предпроектного "следования специалисты компании АйТи Центр формируют сбалансированные о функциональным возможностям и стоимости предложения, касающиеся автоматизации конструкторской подготовки производства. При реализации единого информационного пространства па базе комплексной системы автоматизации и информационной поддержки ТПП эти решения будут интегрированы в единый комплекс и обеспечат слаженную работу различных служб и подразделений предприятия. Для ряда САПР специалистами компании реализованы прямые механизмы взаимодействия с системой ТПП TechnologiCS.

К каждому внедрению специалисты АйТи Центр подходят с учетом положения дел и реальных возможностей предприятия. Если какие-то САПР или справочники (номенклатуры, материалов, инструмента, техмаршрутов) уже используются, они будут включены в единую информационную среду: справочники импортируются, а САПР интегрируются. Если предприятие только приступает к автоматизации конструкторской области, то па этапе предпроектного обследования будут подобраны решения, соответствующие текущим и возможным будущим задачам предприятия. Причем все решения уже будут интегрированы в единую среду.

В дополнение к базовым программным продуктам автоматизации проектно-конструкторских работ ITCenler поставляет широкий спектр специализированных программных средств для решения различных задач: проектирование конструкций по ГОСТ и оформление чертежей по ЕСКД (Mechanics и Mechanics Express), проектирование электрических и электронных систем (HlectriCS), гидропневмооборудования (HydrauliCS), трехмерной прокладки кабельных трасс и разводки проводов (ElectriCS + Connect UG, ElectriCS 3D), проектирование изделий из листового материала (COPRA MetalBender), проектирование и оп тимизация холодного проката (COPRA RollForm). Производится внедрение этих программных средств и обучение работе с ними.

Современные средства пространственного моделирования (Autodesk Inventor Series, Unigraphics, Solid Hdgc) незаменимы при проверке и оптимизации компоновки изделия, конечно-элементном анализе конструкции и технологичности изделия (Инженерный анализ), сложной многокоординатной ЧПУ- обработке (Управление станками), составлении эксплуатационной документации, справочных руководств, каталогов запасных частей, представленных в электронном виде.

Ниже приведем каталог систем автоматизированного проектирования в машиностроении:

- AutoDesk Inventor Series

- AutoDesk Inventor Professional

- Mechanics

- MechaniCS Express

- Mechanics Эскиз

- ElectriCS

- ElectriCS Fxpress

- Connect UG

- HydrauliCS

- Copra MetalBender

- Copra Roll Form

 Машиностроение: управление станками с ЧПУ

(числовое программное управление)

На этапе технологической подготовки производства формируются управляющие программы станков с числовым программным управлением для операций фрезерной, токарной, электроэрозионной обработки, решаются задачи оптимального раскроя листового материала. АйТи Центр предлагает набор программных средств для автоматизации вычисления путей инструмента: от простой контурной обработки до сложнейших многоосевых траекторий. При реализации единого информационного пространства получаемая траектория движения инструмента становится частью технологического процесса, а файл управляющей программы наравне с другими конструкторско- технологическими документами размещается в электронном архиве:

- SolidCAM

- VERICUT

- Техтран.

Этап конструкторско-технологической и технической подготовки производства (далее ТИП) является важнейшим в плане наполнения единого информационного пространства предприятия данными о ресурсах, необходимых для производства изделий. Важно соблюдение простого принципа: технологии не должны возникать и храниться отдельно от состава изделия, объединение в рамках единого информационного пространства (физически - единой базы данных) информации о составе и ресурсах представляет собой идеологическую платформу, которая впоследствии позволит использовать эту информацию .тля проведения любых сводных расчетов, основанных на конструкторско- технологических данных, а также для решения вопросов производственного планирования и оперативного управления производством.

Подобный способ организации храпения информации обеспечивает реальную коллективную работу и хранение информации в виде сквозного 1ехнологичсского процесса. Единое информационное пространство сводит к минимуму количество ошибок при проектировании, а коллективное использование накопленного опыта позволяет резко увеличить производительность труда технологов и, следовательно, сократить время технической подготовки производства.

Решения компании АйТи Центр, построенные на базе системы lechnologiCS или ЭКОС Проект, позволяют комплексно оптимизировать и автоматизировать весь цикл основных взаимосвязанных задач технической подготовки, производственного планирования и оперативного управления производством. Основной результат, получаемый при этом предприятием, сокращение Сроков и стоимости подготовки производства, снижение себестоимости и повышение качества продукции.

Немаловажным является также то, что решения компании АйТи Центр гарантируют надежное управление и храпение всего объема разнородной информации, которая появляется и используется при технической подготовке производства продукции, и обеспечивает информационную поддержку процессов . создания конструкторской спецификации до контроля прохождения деталей и улов по технологическому маршруту в цехах. Подобная идеология позволяет рассматривать TechnologiCS как необходимую часть единой системы управления предприятием. При этом решения компании АйТи Центр обеспечивают е необходимую связь с системами верхнего уровня.

Опираясь на подготовленную в единой системе информацию об изделиях, их структуре и технологиях изготовления, легко перейти к решению задач планирования, а именно расчету различных сводных показателей для изделий и заказов. Для планово-экономических отделов, а также отделов снабжения важно оперативное получение различной сводной информации о необходимых производства ресурсах но изделиям и заказам. При организации единого информационного пространства эти сведения, сгруппированные по любым параметрам, могут быть получены в виде отчетов на экране или бумаге. Из хранящихся в единой базе данных изделий, узлов, деталей формируется производственный заказ. Совокупность всех ведущихся в системе заказов представляет собой производственный план, из которого в свою очередь рассчитываются планы цехов и участков.

Единое информационное пространство включает в себя данные оборудовании, сто расстановке по цехам и участкам, техническом состоянии н графике ремонтов (для Управления главного механика). 'Гак как эта информация ведется в общей системе, имеется возможность назначить задания по единицам оборудования, рассчитать загрузку и потребность цехов и участков в материалах, инструменте и комплектующих для выполнения производственной программы, а также суммарное количество нормо-часов по единицам оборудования. Bсe перечисленное выполняется в автоматизированном режиме и в соответствии с планами подразделений, технологией и реально имеющимся оборудованием. Если предприятие располагает средствами регистрации фактического изготовления, можно вести учет на различном уровне в зависимости от вида производства и решаемых задач: от укрупненного номенклатурного до точного пооперационного.

К рассмотренной выше возможности решения производственных задач следует добавить еще один важный момент: предложенный способ консолидации конструкторско-технологической информации в рамках единого структурированного информационного пространства позволяет использовать эту информацию не только для автоматизации деятельности плановых и производственно-диспетчерских служб предприятия, по и в качестве источника определения актуальных данных для финансовых, бухгалтерских и других программ, а также систем верхнего уровня управления ресурсами и предприятием (ERP).Внедрение комплекса является хорошим базисом для внедрения систем автоматизированного проектирования, конструирования и подготовки производства также упрощает внедрение методологии международных стандартов серии ISO 9000, что на сегодня уже стало одним из важнейших факторов успешного продвижения продукции предприятия на рынке:

При изготовлении отливок их проектируют в определенной последовательности в соответствии со стандартами ЕСКД (ГОСТ 2.423-95.

Последовательность проектирования такова:

1. На чертеже наносят модельно-литейные указания.

Дополненный таким образом чертеж в случае единичного и серийного производства представляет собой основной технологический документ. Он является основой для проектирования модельного комплекта и других приспособлений необходимых для изготовления литейной формы.

В массовом и серийном производстве на объекты модельной оснастки разрабатывается рабочие чертежи и технология их изготовления.

2. Заполняется технологическая карта, где определяется порядок операций и методику изготовления отливки, в условиях массового и серийного производства.

3. Вычерчивается чертеж со всеми размерами. Положение отливки указывается буквами В и Н, разъем модели и формы буквами МФ.

При определении линии разъема модели и формы выбираемый вариант обеспечивает наименьшую трудоемкость изготовления оснастки, повышение размерной точности, уменьшение затрат на оснастку.

На чертеже указываются припуски на механообработку по ГОСТ 26645-95.

Оформление чертежа отливки

Выполнение чертежа отливки. Литейные базы.

Основой для разрабатываемого технологического процесса изготовления литой заготовки является чертеж детали. Разработка заключается в нанесении на чертеже детали припусков на механическую обработку и построении всех элементов конструкции модели или литейной формы, которые требуются для изготовлении и приемки отливки, это называется разработкой модельно-литейных указаний.

В результате этой разработки получают различные чертежи в необходимом количестве. Размеченный чертеж становится основным технологическим документом, определяющим особенности процесса изготовления литой заготовки.

Размеченный чертеж служит основанием для выполнения чертежа отливки.

Допускается выполнять чертеж отливки на чертеже детали. При оформлении подписи чертежа под наименованием детали пишут слово «отливка».

Литейные базы

Литейными базами называют черновые необрабатываемые поверхности или оси , от которых ведется первоначальная механообработка и проставляется размеры до всех необрабатываемых поверхностей.

За базы механической обработки принимают первоначально обрабатываемые поверхности от которых ведется дальнейшая обработки и проставляются размеры до других обрабатываемых поверхностей.

У литой детали, обычно, по направлению каждой их трех осей координат выбирают одну литейную базу и одну механическую.

При этом, размеры до необрабатываемых поверхностей проставляют от литейной базы, а до поверхностей – от механической базы.

Литейная и механическая база связаны только одним размером. На проекциях чертежа отливки по каждому направлению показывается первая механически-обрабатываемая поверхность. Она обозначается тонкой линией с надписью «исходная линия разметки».

---

Конструктивное оформление элементов литых заготовок

1 Круглые отверстия.

Возможность выполнения отверстий зависит от технологических свойств формовочных смесей и покрытий, которое удовлетворяют требованиям и условиям получения отверстий без пригара и легкой выбиваемости стержней.

Приведенные рекомендации о размерах литых отверстий рассчитаны на использование широкого применения формовочных материалов.

Минимально допустимый размер отверстия определяют руководствуясь опытными данными.

Для выполнения я отверстий меньшего диаметра использую специальные технологические методы. Выполняют отверстия диаметром 10..12 мм ,толщиной стенки 80…100 мм.

2 Фигурные отверстия.

Наименьшие размеры квадратных, прямоугольных и фигурных отверстий определяют по тем же таблицам. При этом за диаметр стержней принимают наименьший размер сечения.

3 Отливка уступов и пазов.

Уступы и пазы малых размеров.

Рисунок 1 - Выполнение пазов

Вопрос о выполнении уступов решается только после решения вопроса об отливке центрового отверстия.

Условие выполнения паза: если диаметр окружности, вписанной узкое сечение паза с учетом припуска на механообработку меньше допускаемого по таблице диаметров для литого отверстия, то такие пазы не отливают.

3 Технологические пополнения

Утолщение стенки отливки вводят потому, чтобы получить размеры отливки по чертежу детали и припуска на механообработку.

Часто наносят по внешнему контуру необрабатываемой поверхности фланцев.

Необходимо назначение технологических припусков по контуру литейных приливов и других частей, используемых для соединения деталей.

Классификация отливок по сложности

1 гр. плоские, круглые ил полусферические наружные поверхности с наличием невысоких ребер, бобышек, фланцев, отверстий, выступов и углублений.

2 гр. отливки в виде простых геометрических тел, плоских, круглых или полусферических. Открытой коробчатой формы. Наружные поверхности плоские и криволинейные с наличием ребер.

3 гр. открытой, коробчатой, сферической, полусферической и других форм. Наружные поверхности криволинейные и плоские с наличием ребер, кронштейнов, бобышек и фланцев с отверстиями и углублениями.

4 гр. отливки закрытой и частично открытой коробчатой и цилиндрической формы. Наружные поверхности криволинейные и плоские с примыкающими кронштейнами, фланцами, патрубками и др. Конструктивными элементами различной конструкции.

5гр. отливки закрытой коробчатой формы. Наружные поверхности криволинейные, сложной конфигурации с примыкающими кронштейнами, фланцами, патрубками, и др. конструктивными элементами.

Назначение литейных уклонов

Уклоны рабочим поверхностям литейной модели назначают при разработке технологического процесса. В рабочих чертежах уклоны не показывают за исключением случая, когда он вызывают утолщение стенки сверх допускаемого.

Уклоны регламентированы ГОСТ 3212-95.

Строгое соблюдение параллельности внешней и внутренней поверхности особенно важно в условиях серийного производства, в условиях единичного производства это менее существенные момент.

Примерные данные по уклонам

, .

Виды специального литья

К видам специального литья относятся:

литье по выплавляемым моделям;

литье в кокиль;

литье под давлением;

центробежное литье.

Литье в кокиль

Литье в кокиль представляет собой заполнение металлической формы под дей­ствием гравитационных сил и может использоваться многократно, рис.1.

Основными операциями технологического процесса являются:

* поверхность рабочей полости очищается и красится;

* после нанесения покрытия кокиль нагревается;

* устанавливаются стержни;

* соединяются обе половины;

* заливается расплав в кокиль;

* раскрывается кокиль, удаляется отливка;

* операции повторяются.

Преимущества и недостатки литья в кокиль

Преимущества:

· повышенная производительность труда на основе исключения трудоемких операций (смесеприготовление, формовка, очистка от пригара), снижаются расходы на оборудование, повышается в 2-3 раза производительность труда;

· повышается качество отливки, связанное с использованием металлической формы, увеличивается стабильность показателей качества, таких как механи­ческие свойства, структура. Плотность, шероховатость, точность размеров.

· улучшаются условия труда, снижается загрязнение окружающей среды;

· устраняется сложный для автоматизации процесс изготовления литейной формы;

Недостатки:

· высокая стоимость кокиля;

· ограниченная стойкость кокиля;

· сложность получения отливок с подребрениями, для выполнения которых не­обходимо усложнить конструкцию формы, использовать вставки со стерж­нями;

· влияние высокой скорости охлаждения не позволяет получать тонкостенные отливки, необходима термообработка отливок;

· жесткий кокиль приводит к возникновению в оливках напряжений;

Рациональная область применения: серийное и массовое производство

Схемы и устройства применяемых литейных машин

Кокильные машины делятся на :

· универсальные (одно, двух, трех позиционные);

· карусельные;

· специальные.

Универсальные кокильные машины используются в условиях серийного про­изводства, их отличает высокая производительность и небольшие габариты.

Предназначены для получения отливок размерами от 250*200 до 1000*800 мм.

Такие машины разделяются на следующие типы:

1. с вертикальным разъемом кокиля и одной подвижной плитой;

2. с вертикальным разъемом кокиля и двумя подвижными плитами;

3. с вертикальным разъемом кокиля и двумя подвижными плитами;

4. с двумя подвижными плитами.

Специальные машины служат для изготовления отливки или однотипных от­ливок, обычно 2...4 -х позиционные.

Карусельные машины можно также отнести к специальным. Благодаря со­вмещению операций отличаются высокой производительностью. Обычно имеют вертикальную ось вращения карусели. Карусельная машина состоит из однопо­зиционных кокильных секций с самостоятельным приводом для закреп­ления и выталкивания отливок, смонтированных на столе карусели. Стол имеет непре­рывное или пульсирующее движение.

Поточные линии для литья в кокиль применяют в массовом и серийном про­изводстве отливок широкой номенклатуры. Обычно они состоят из автоматизи­рованных комплексов.

Разработка чертежа кокильной отливки

Разработка чертежа производится по чертежу детали. При этом определяют расположение отливки в форме, место подвода расплава, припуски на механо­об­работку, технологические припуски и напуски, уклоны и допуски. Чертеж от­ливки в соответствии с ГОСТ 2.423-95.

Выбор расположения отливки в форме при литье в кокиль.

Основным условием для направленного затвердевания металла, удаления воз­духа и газов, извлечения отливок из кокиля, установки минимального коли­чества стержней является выбор положения отливки в форме. При этом пред­почти­тельно располагать цилиндрические отливки вертикально, плоские на ребро, ча­шеобразные, днищем вверх.

---

Центробежное литье и литье под давлением

Центробежное литье- способ получения отливок, когда заполнение формы происходит в поле действия центробежных сил.

Существует два варианта способа:

* с горизонтальной осью вращения;

* с вертикальной осью вращения

Главная особенность процесса формования отливок заключается в том, что за­полнение формы и затвердевание отливок происходит в поле сил превосхо­дящих силы гравитации. Давление развиваемое при вращении расплава, спо­собствует проникновению его в межкристаллитное пространство, что повы­шает плотность отливок. Свободная поверхность затвердевает в последнюю очередь, оставаясь геометрически правильной. Инородные частицы, газ. Шлак, имеющие меньшую плотность всплывают на свободную поверхность расплава, это приводит к необ­ходимости назначить большие припуски на обработку сво­бодных поверхностей отливок.

При изготовлении отливок центробежным способом применяют различные литейные формы: металлические, песчаные, комбинированные, оболочковые.

Изложницы для центробежного литья так же как и для кокильного предвари­тельно пред заливкой расплава нагревают, на их рабочую поверхность наносят слой огнеупорного покрытия, предназначенный для регулирования скорости ох­лаждения отливки и защиты о расплава. Дозировка расплава при центробежном литье существенно влияет на точность массы и толщину стенок отливки.

Технологические возможности получения отливок общего назначения.

1 Литье чугунных втулок в металлических формах, D< 500 мм.

2 Литье втулок, колец, венцов из цветных сплавов. В металлических ,в ред­ком исключении песчаных формах.

3 Изготовление длинномерных и толстостенных цилиндрических полых за­го­товок. Изготавливаются из стали, чугуна, цветных сплавов, отливки имеют диа­метр до 1000мм, толщину стенки до 300 мм, длину до 8000 мм и массу до 60 т. Это изделия типа пустотелых валков бумагоделательных машин, деталей хими­ческих агрегатов, гильз крупных дизелей. Однослойные и многослойные трубы.

3 Изготовление специальных отливок. Биметаллические отливки можно из­го­тавливать способом центробежного армирования, наваркой расплава, после­до­вательной заливкой различных сплавов.

· Армирование отливок осуществляется заливкой жидким металлом отдель­ных металлических частей, выполненных из других материалов.

· Наварку жидкого металла осуществляют путем заливки расплава внутрь за­ранее изготовленной и установленной в изложницу втулки.

· Последовательную заливку во вращающуюся форму двух металлов, второй из металлов начинает застывать, тогда заливается затвердевающий наруж­ный слой.

Машины центробежного литья

По назначению машины делятся на:

1. Универсальные.

2. Труболитейные.

3. Специального назначения.

Универсальные машины применяются для изготовления отливок общего на­значения. Труболитейные для получения стальных и чугунных труб большого диаметра. Специальные, для изготовления отливок массового производства та­ких как валки прокатных станов, барабаны бумагоделательных машин.

Существуют определенные требования к машинам. Они должны обеспечить:

* вращение формы с требуемой частотой;

* плавное изменение частоты вращения;

Машины имеют следующие основные узлы:

* привод вращения формы;

* приспособление для крепления;

* устройства введения и вывода заливочного лотка;

* механизм выталкивания отливок.

Особенности отливок центробежного литья

Отливки правильной цилиндрической формы могут быть получены вне зави­симости от дины при горизонтальной оси вращения формы. При наклоне оси вращения . свободная поверхность имеет форму параболоида вращения. От­ливки получаются разно стенные.

Фасонные отливки, изготавливаемые в различных формах получают на ма­ши­нах с вертикальной осью вращения.

Припуски на обработку наружных поверхностей составляют 2-12 мм, в зави­симости от толщины стенки, внутренней ~ l/d.

Литье под давлением

Способ литья под давлением заключается в том, что расплавленный металл заливается в камеру прессования машины, а затем под действием поршня пере­мещается в этой камере и через литниковые каналы заполняет полость металли­ческой пресс формы. Затвердевает под давлением .образуя отливку. Форма за­полняется расплавом под действием сил , превосходящих гравитационные, а за­твердевание протекает под избыточным давлением.

Способ высокопроизводителен. Осуществляется на машинах .Имеет высокую точность и малую толщину стенок, позволяет значительно экономить металл.

Особенности литья под давлением.

· изготавливаются точные отливки с толщиной стенки менее 1 мм, с чистой поверхностью;

· высокая скорость охлаждения вызывает дефекты отливок, такие как рако­вины, газо-воздушные пузыри, пористость;

· высокая теплопроводность способствует улучшению структуры;

· допрессовка позволяет получить высокие механические свойства;

Преимущества

Возможность получения отливок с толщиной стенки менее 1 мм;

Высокая точность, малая шероховатость.

Возможность устранения трудоемких операций и улучшения условий труда.

Недостатки

1. Габариты и вес ограничены мощностью машины

2. Высокая стоимость пресс-формы и ее малая стойкость.

3. Высокая трудоемкость выполнения отливок с полостями.

4. Наличие пористости.

5. Остаточные напряжения в отливках.

Процесс используется в крупносерийном производстве тонкостенных отли­вок с малыми припусками из цинковых и медных сплавов, в некоторых случаях из специальных сплавов и сталей.

Известен вариант литья под регулируемым давлением, представляющий про­цесс заполнения полости формы и затвердевания под действием избыточного давления воздуха или газа.

Конструкции пресс-форм

Пресс-формы представляют собой сложный и точный инструмент, состоящий из

нескольких рабочих полостей для получения отливки, стержня и вставки,( не­обходимых для получения отверстия в отливке) системы каналов для подвода расплава в рабочую полость, отвода воздуха, а также выталкивателей, каналов для охлаждения во время работы. Пресс форма состоит из двух частей подвиж­ной и неподвижной. Пресс формы для массового производства имеют упрощен­ную конструкции.

Литье по выплавляемым моделям

Используется неразъемная разовая модель по которой из жидкой формовоч­ной смеси изготавливается керамическая оболочковая форма ( перед заливкой расплава модель удаляется из формы выплавлением, выжиганием, растворе­нием, испарением).

Особенности

Перед заливкой форму нагревают до сравнительно высоких температур.

скорость отвода тепла мала, следовательно возможно получение слож­ных отливок с толщиной стенки S=0,8...2,0 со значительной площадью поверх­ности.

2 малая скорость охлаждения приводит к появлению в центре толстостен­ных отливок (6...8 мм) раковин и рыхлот, укрупнению кристаллического строе­ния,(такая стенка твердеет хорошо).

3повышенная температура формы приводит к развитию процессов, приво­дящих к изменению структуры поверхностного слоя, появлению дефектов на поверхности, для:

n отливок из углеродистых сталей -окисление и обезуглероживание до 0,5 мм;

n отливок из нержавеющих сталей- следствие взаимодействия материала формы и отливки возникают точечные дефекты «питтинги»

Технологические возможности.

Возможность получать отливки сложной конфигурации, максимально при­ближенные к форме готовой детали практически из любых сплавов.

Припуски на обработку резанием для отливок до 50 мм составляют 1,4 мм, до 500 мм-3,5 мм.

Преимущества:

любые сплавы, сложные формы;

* возможность создания сложных конструкций, соединение деталей в узел;

* экономически выгоден в серийном и массовом производстве;

* снижение расхода материалов, улучшение условий труда;

Недостатки

* сложный процесс изготовления формы;

* большая номенклатура материалов;

* сложность автоматизации.

Область использования

Труднообрабатывемые материалы и сплавы;

Изготовление тонкостенных крупногабаритных отливок повышенной точности с целью снижения массы и повышения прочности;

Изготовление отливок повышенной точности из сплавов с особыми свой­ствами и структурой.

Находят применение в различных областях машиностроения и приборострое­ния , снижают себестоимость деталей на 20....40%.

3 Производство заготовок обработкой давлением

Роль процессов обработки давлением как способа производства заготовок

Процессы обработки давлением являются основными при производстве за­готовок.

К этим процессам относятся:

* Свободная ковка( на молотах и прессах);

* Процессы прокатки;

* Штамповка в подкладных и секционных штампах в цехах свободной ковки;

* Штамповка в открытых штампах на молотах и прессах;

* Штамповка в закрытых штампах на молотах и прессах;

* Штамповка на горизонтально- ковочных машинах;

* Специализированные процессы получения заготовок;

К специализированным процессам можно отнести:

* штамповку на горизонтально-гибочных машинах;

* штамповку на вертикально-ковочных машинах;

* штамповку на ротационно-обжимных и радиально-обжимных машинах;

* электровысадка;

* штамповка на высокоскоростных машинах;

* вальцовка;

* раскатка кольцевых заготовок;

---

Механизм пластической деформации

Пластичность-способность изменять свою форму под действием внешних сил и сохранять ее после их удаления

Пластическая деформация происходит вследствие изменения формы зерен и в небольшой степени в результате и взаимного перемещения.

Пластичность зависит от многих факторов: e,e,t,...s .

Наибольшая пластичность достигается при нагреве металлов выше темпера­туры рекристаллизации, рекристаллизация снимает упрочнение и увеличивает пластичность.

Виды деформации

Горячая деформация- деформация, сопровождающаяся полной рекристалли­зацией.

Неполная горячая деформация-деформация, сопровождающаяся неполной рекристаллизацией.

Холодная деформация-деформация, сопровождающаяся ни возвратом ни рекристаллизацией.

Неполная холодная деформация- сопровождается возвратом.

Скорость протекания процессов возврата и рекристаллизации зависит от группы металла и температуры, С повышением степени деформации темпера­тура начала рекристаллизации снижается.

Факторы, влияющие на пластичность

Пластичность металла тем выше чем большую роль играют сжимающие на­пряжения. При трехосном сжатии пластичность максимальна. Пластическая де­формация всегда сопровождается упругой. Во многих случаях она мала, однако при холодном пластическом формоизменении вызывает существенное измене­ние размеров. При горячем формоизменении упругую деформацию можно не учитывать.

Таблица 2 -Технологические возможности основных процессов обработки давлением

Общие сведения

Прокат различного назначения специального профильного и периодического производится в прокатных цехах металлургических заводов партиями , раз­меры которых должны быт не ниже минимума, определенного требованиями окупаемости и организации производства.

В случае, если объем заказа ниже этого минимума производство таких видов проката организуют в кузнечных цехах (машиностроительное производство).

Для изготовления профильного проката используют мелкие специализиро­ванные станы продольной прокатки.

Периодический прокат изготавливают на специализированных станах про­дольной и поперечной прокатки.

Периодический прокат получают продольной прокаткой .

Волочение и прессование.

Применяют в заготовительных цехах машиностроительных заводов с целью повышения точности труб и прутков и изменения их размеров и поперечного сечения. Далее см. фильм прессование и волочение.

Способы резки исходных материалов на заготовки.

Катаный металл на заготовки разделывают в заготовительном отделении кузнечно-штамповочного цеха.

1.Резка на ножницах и в штампах.

На кривошипных ножницах.

Отрезные штампы устанавливают обычно на кривошипных прессах.

При резке в штампах используют обычно 3 схемы:

· Резку незакрепленного прутка с образованием естественного скола;

· Резку поперечно или радиально закрепленного прутка в отрезных штам­пах;

· Резку прутка при продольном, осевом сжатии;

2.Ломка прутков на хладноломе.

Перед ломкой пруток размечают и надрезают.

3.Газопламенная резка.

В основу способа положено условие превышения температуры плавления над температурой воспламенения, В зоне резки металл частично сгорает за счет за счет местного нагрева в среде кислорода. Предварительный разогрев достига­ется использованием горючего: газа, бензина, керосина. Газовой резкой можно получать контуры различных деталей.

4.Плазменная резка.

Резка с использованием плазмотронов. Основана на использовании для резки электрической дуги. Резка полосовго, толстолистовго материала, прутков и труб.

5.резка пилами.

В случае, когда необходимо получать точную длину и перпендикулярный к оси прутка срез.

Используют два типа пил: зубчатые и гладкие. При этом зубчатые могут быть проволочными, ленточными и дисковыми, а гладкие пилами трения. Элек­тромеханические пилы режут электродугой.

6.Электоискровая резка .

Способ основан на коротком замыкании электрических проводников, при ко­тором металл разрушается пульсирующим током. Взрывообразное плавление. Получают ровную и чистую поверхность и незначительные отходы. Применяют для сплавов, имеющих повышенную твердость при резке по сложному контуру.

7.Анодно-механическая резка.

Использует другую форму разряда-электрическую дугу. Способ применяют при резке прочных и труднообрабатываемых сплавов, жаропрочных сплавов, которые не поддаются резке обычными способами.

8.Резка на установках взрывного действия.

Импульсная резка крупногабаритных прутков и рубка слитков в холодном и горячем состоянии. Метод основан на использовании энергии взрыва.

9.Лазерная резка- перспективна при резке сверхпрочных и хрупких материа­лов.

Прокатка

Для изготовления профильного проката используют специализированные станы продольной прокатки. Периодический прокат изготавливают на специализированных станах продольной и поперечной прокатки.

Продольная прокатка

Применяют станы непрерывной прокатки, имеющие по 3 или 3 пары валков.

Валки расположены в плоскостях, перпендикулярных направлению проката. Чем сложнее форма поперечного сечения проката, тем больше число проходов при продольной прокатке.

Поперечная прокатка

Используют 2-х и 3-х валковые станы с неизменным и 3-х валковые с изме­няющимся расстоянием между валками. Благодаря косому расположению осей валков обрабатываемая заготовка получает винтообразной движение.

На станах с постоянным расстоянием между осями валков изменение формы заготовки происходит за счет ввинчивания ее в пространство между вращаю­щимися валками на поверхности которых делают «ручьи». При каждом обороте валков, объем заготовки, равный объему прокатываемого изделия захватывается винтовым калибром.

К недостаткам относится возможность образования рыхлот в сердцевине заготовки, такой прокат необходимо подвергать штамповке.

В калибрах получают изделия типа коротких валов и роликов, шаров диамет­ром d=25-125 мм.

Кроме цилиндрических заготовок сплошного сечения прокатке подвергают трубные заготовки на специальных оправках, а также изделия типа колец и вту­лок.

Допуски и припуски на наружные диаметры изменяются в интервале:

Припуск: 2-3.0 мм. допуск:0.5-1,0 мм.

Винтовая прокатка

Прокатываемое изделие обжимают тремя приводными валками дисковой или конической формы, при этом для обеспечения благоприятных условия создают осевое напряжение. Для изменения диаметра изделия при прокатке, валки раз­двигают или сдвигают с помощью гидравлических цилиндров, управляемых специальной следящей системой о копировальной оснастки.

Изготовление круглых цилиндрических профилей прокаткой позволяет заме­нить ковку для изделий типа осей и полуосей, а также устранить обдирочные операции. Станы могут использоваться в массовом производстве.

Трехвалковые станы имеют следующие преимущества:

· Точность выше. Отклонение по диаметру +1.5% ( экономия металла 25-30%).

· Показатели механических свойств деталей также выше.

· Производительность процесса большая, скорость выхода 4-6%.

· Станы полностью автоматизированы.

Поперечно-клиновая прокатка

Представляет собой поперечную прокатку в валках с клиновой калибровкой. Получают изделия с резкими переходами по диаметру. Отклонение от заданных размеров не превышает +1%.

Заготовку нагревают до температуры 900-1000С. Помещают между двумя валками на наружной поверхности которых имеются клиновые калибры. Про­катка может быть осуществлена из штучной и прутковой заготовки. Разрабо­таны станы для прокатки заготовок диаметром 22-130 мм. при­пуски выбираются в соответствии с ГОСТ 7505-95.

Накатка, накатка зубчатых колес

Накатка- превращение гладкой поверхности заготовок в ребристую, опреде­ленного профиля, путем прокатки. Деформируются только поверхностные слои заготовки.

Горячую накатку зубьев зубчатых колес, шлицев и крупной резьбы произво­дят на специальных станах. Действующих по принципу поперечной прокатки ( с принудительным вращением).

Цилиндрические зубчатые колеса диаметром менее 150 мм m< 3мм целесо­образно обрабатывать на станках.

Известно, что один стан заменяет 80 единиц зуборезного оборудования. Из­носоустойчивость накатных зубчатых колес увеличивается по сравнению с фре­зерованием на 50..70%.

Сущность процесса свободной ковки и область ее применения

Ковка по­зволяет изготавливать поковки от очень мелких до крупных массой до 350-300 т.

Мелкие поковки -куются на пневматических молотах это фасонные поковки массой 0.3-20 кг, поковки типа прямых валов массой 7.5-250кг. Для ковки ис­пользуются рессорные и рычажные молоты.

Средние поковки -изготавливают на ковочных паровоздушных молотах двой­ного действия. Фасонные поковки 20-350 кг, типа прямых валов 250-2500кг.

Тяжелые поковки –куют на гидравлических ковочных прессах усилием до 150 Мн. Изготавливаются фасонные отливки массой более 100 кг, простые от­ливки типа прямых валов до 750 кг. Производство переводится на гидравличе­ские прессы.

Основные операции свободной ковки: осадка протяжка , прошивка. Гибка, скручивание, отрубка и сварка. Из основных операций необходимо отметить биллетировку слитков.

Преимущества и недостатки свободной ковки

Преимущества:

1. Свободная ковка позволяет получать высокое качество металла с высо­кими характеристиками пластичности.

2. Возможность получать крупные поковки.

3. Применение универсальных машин и инструмента позволит снизить за­траты.

Недостатки свободной ковки

1. Низкая производительность процесса.

2. Большие напуски на поковках.

3. Большие припуски и допуски.

Классификация поковок

Поковки, изготавливаемые ковкой очень разнообразны, они делятся на де­вять групп по сложности изготовления.

1-группа поковок постоянного профиля, изготавливаемых протяжкой;

2-поковки переменного профиля получаемые протяжкой и осадкой;

3-поковки с прошитым отверстием, а также в виде всесторонне прокованных кубиков, костылей, рычагов.

4-сложные поковки, изготавливаемые прошивкой с протяжкой на оправке, валы ступенчатые, пластины с выступами и поковки, оформленные в подклад­ных штампах.

5-поковки прошитые и раскатанные, рычаги с двусторонними бобышками.

6—9 входят сложные рычаги, валы и другие поковки, требующие комплекса операций.

Разработка чертежа поковки

Припуски, допуски, напуски.

Напуск -объем металла добавляемый к поковке для упрощения ее формы.

На величину припуска влияют многие факторы. В том числе:

1. Вид исходного материала ( для поковок из слитков припуск больше чем для поковок из проката )

2. Сорт материала, для углеродистых сталей припуск меньше. Та как в них меньше поверхностных дефектов

3. Качество поверхности исходного материала (зависит от изложниц и тд.)

4. Характер подготовки исходного материала к ковке ( при обдирке припуск уменьшается)

5. Размеры поковки по поперечному сечению и длине ( с увеличением раз­меров растет припуск)

6. Форма поперечного сечения поковки(для квадрата меньше)

7. Конфигурация поковки( чем сложнее поковка тем меньше припуск)

8. Качество применяемого инструмента ( вырезные бойки дают более каче­ственную поверхность).

На допуски влияют те же параметры, за исключением 1-4. Припуски и до­пуски назначаются по ГОСТ 7829-95 и ГОСТ 7062-95.

Выбор основных, вспомагательных и отделочных операций и их последова­тельности

Судить о рациональности техпроцесса можно по сравнению с существую­щими техпроцессами с одинаковыми или аналогичными поковками.

При выборе технологических операций и их последовательности необходимо воспользоваться классификацией поковок с указанием основных операций.

Выбор кузнечного оборудования

Производится по наиболее тяжелой операции техпроцесса, т.е. осадке.

Иногда целесообразно другие операции проводить на менее мощном обору­довании. Протяжка и прошивка требуют меньших усилий. После выбора по мощности приводят ее в соответствии по габаритам. Особенно существенны габариты для операций раздачи на оправке, осадки и высадки. Требующих ра­бочего пространства.

Виды брака

1.Брак от исходного материала

К браку от исходного материала можно отнести:

· Волосовины- тонкие трещины глубиной до 2 мм;

· Закаты-заусенцы, закатанные в виде продольных складок;

· Плены- застывшие на поверхности брызги жидкой стали h<1,5 мм;

· Расслоения- усадочные раковины. Либо рыхлоты. Раскрывающиеся в процессе ковки либо штамповки;

· Неметаллическое включение шлаков;

· Флокены-сеть мельчайших трещин;

· Использование несоответствующей марки стали.

2.Брак при разрезке металла

· Скалывание металла;

· Торцовые трещины;

· Несоответствие заготовки по длине;

3.Брак при нагреве заготовок

· Перегрев и пережог;

· Чрезмерное окалинообразование;

4.К браку в процессе можно отнести:

· Вмятины- заков окалины, удаляются дробью;

· Забоины- механические повреждения при перемещении поковок;

· Кривизна- отклонение о плоскостности.

5.Брак от термообработки

· Недостаточная либо повышенная твердость;

· Закалочные трещины.

6.Брак при очистке

· Остатки окалины;

· Забои и вмятины при очистке.

Особенности процесса штамповки на молотах

Штамповка на молотах осуществляется в открытых и закрытых штампах. В основном используются паровоздушные штамповочные молоты. Верхний штамп крепится к бабе молота, а нижний к штамподержателю, за­крепленному на шаботе. Ход жесткий, конструируется так, чтобы половинки сомкнулись по плоскости соударения. (практически между штампами остается небольшой зазор).

Виды штамповки на молотах

1. Штамповка катаной заготовки производится во многоручьевом штампе. В нем выполняются заготовительные ручьи для придания заготовке пере­ходных форм перед штамповкой в окончательном ручье. Штамповку про­изводят с одного нагрева. Производительность процесса высока. Штамп простой и дешевый.

2. Расчлененная штамповка, производится в штампах на рядом стоящих мо­лотах. Штамповка с одного нагрева. Применяется только в массовом про­изводстве (переналадка затруднительна).

3. Штамповка кованой заготовки. В штампе только окончательный ручей, а заготовку отковывают на другом оборудовании( при этом часто исполь­зуются пневматические молоты).

Кроме того объемную штамповку разделяют на два вида:

· Штамповка осадкой в торец.

· Штамповка плашмя.

Штамповка на молотах в закрытых штампах

При штамповке в открытых штампах получают более 10-50% отхода мате­риала в заусенец и в некоторых случаях на клещевину. Для устранения этого дефекта применяют штамповку в закрытых штампах на молотах. Замок соз­дает направление верхнему штампу по сравнению с нижним.

Зазор в замке невелик. Поэтому заусенец мал или его нет.

Преимущества штамповки в закрытых штампах

· Экономия металла в связи с исключением отходов металла на заусенец и в клещевину;

· Снижение трудоемкости;

· Сокращается технологический цикл;

· Экономится энергия.

Энергия удара почти вся идет на деформирование поковки. Более благопри-ятная схема деформации.

Недостатки штамповки в закрытых штампах

· Низкая стойкость штампов;

· Поломки штампа по сечению а-а;

· Подсадка выступа нижнего штампа;

· Может разрушить штамп торцевой заусенец;

· Высокие давления в полости создают разгарные трещины;

· Ограниченность форм поковок, которые можно штамповать данным спо­собом.

Штампуются поковки типа шестерен, фланцев, стаканов. Можно штамповать простые, удлиненные в плане поковки.

Штамповочные ручьи.

1 Открытый окончательный чистовой ручей, служит для получения гото­вой поковки с заусенцем и представляет собой точный оттиск формы горячей поковки с расположенной вокруг заусенечной канавкой. Поковки, получаемые в закрытых окончательных ручьях бывают в основном осесимметричные, круг­лые в плоскости разъема. Ручей делают без компенсатора.

2. Предварительный ручей. Служит для уменьшения износа открытого окон­чательного ручья за счет придания заготовке формы, близкой к окончательной.

3.Заготовительно-предварительный ручей. Применяют взамен предваритель­ного ручья для штамповки поковок сложной формы.

Заготовительные ручьи.

Формовочный, гибочный, прижимной, подкатной, протяжной заготовитель­ные ручьи применяются при штамповке поковок удлиненных в плоскости разъ­ема.

1. Формовочный ручей.

Служит для придания заготовке формы, соответствующей форме поковки в плоскости разъема, если при этом не требуется ни больших изменений попе­речного сечения заготовки, и значительных перемещений металла вдоль оси.

2. Гибочный ручей.

Используется для гибки заготовок в целях придания ей формы в плоскости разъема ( служит для гибки заготовок).

3. Пережимной ручей.

Ручей служит для неравномерного по длине уширения заготовки и незначи­тельно перераспределения металла вдоль оси.

4. Подкатной ручей.

Он служит для значительного увеличения одних поперечных сечений за счет уменьшения других и распределением металла вдоль оси заготовки.

5. Протяжной ручей.

Служит для протяжки отдельных участков заготовки. Применяются откры­тые и закрытые ручьи.

6. Площадка для осадки.

Существуют плоская и фасонная площадки. Служат для осадки в торец ис­ходной заготовки перед обработкой в штамповочных ручьях. Осадку приме­няют для штамповки круглых и квадратных в плоскости разъема заготовок. Для предохранения от износа и во избежание зажимов.

7. Отрубной ручей.

Служит для отделения от прутка исходной заготовки, если её штампуют по­следовательно, более чем на две поковки.

Выбор переходов штамповки.

Выбор переходов зависит о формы и размеров поковки и распределения ее объема по элементам фигуры. Применение тех или иных ручьев зависит от их характеристики.

Окончательный ручей требуется всегда. Предварительный ручей желателен почти всегда, но не обязателен, а заготовительно-предварительный желателен при штамповке поковок, некоторые элементы которых имеют особо трудно за­полняемую форму. Область применения заготовительных ручьев: формовоч­ного, гибочного и площадки для осадки или разгонки зависит от формы и раз­меров поковки и не зависит от других факторов. При этом каждый из указанных ручьев взаимно исключает друг друга.

К примеру, пережимной, подкатной и протяжной ручьи используют для пе­рераспределения объёма заготовки вдоль ее оси. Для этой цели возможно ис­пользование около семи вариантов. Эти варианты имеют безусловно различную эффективность.

При выборе переходов задача состоит в том. чтобы выбрать оптимальный ва­риант. При выборе оптимального варианта учитываются три основные фактора:

-отношение поперечных размеров заготовки до и после выполнения пере­хода;

-отношение этих размеров к длине заготовки;

-объем, масса заготовки.

Чем меньше поковка тем проще вариант переходов, использующихся для распределения металла вдоль заготовки. Пособием для выбора переходов слу­жит диаграмма Ребельского АВ,

Качество поковок.

Качество поковок регламентируется техническими требованиями и черте­жом.

В дефектном слое поковки могут быть раковины или вмятая окалина, обезуг­лероженный металл, поверхностные трещины и складки. К числу погрешностей обработки относятся также: искажения геометрической формы поковки, пре­косы. Сдвиги, разнотолщинность, разностенность, неровности поверхности, ко­робление, указанные погрешности могут быть взаимно компенсированы.

Оформление чертежа поковки.

Готовую деталь показывают тонкой линией, давая условный контур, показы­вающий припуск на обработку, такое изображение следует давать преимущест­венно в разрезах или сечениях один раз. Система простановки размеров поковки должна соответствовать системе размеров детали.

В примечаниях к чертежу должны быть указания о неоговоренных штампо­вочных уклонах, радиусах закруглений, о неоговоренных допусках.

На чертеже поковки указываются основные технические требования:

Термообработка и твердость поковок, допустимая величина остатков за­усенца после обрезки, способ очистки поверхности, глубина внешних дефектов, дефекты формы ( сдвиг от смещения штампов, эксцентричность сечений и от­верстий, кривизна или стрела прогиба).

При предъявлении к поковке особых требований необходимо указывать: места отпечатка для испытаний на твердость. Клеймения, образцов вырезаемых для испытаний, указание базы первой операции обработки резанием.

На КГШП изготавливают поковки любой конфигурации массой до 100 кг.

Характер деформирования на прессах несколько иной чем на штамповке на молотах.

Процесс выдавливания и заполнения полости штампа протекает менее интен­сивно чем на молоте. На молоте полость штампа заполняется за несколько уда­ров, а на КГШП ручей должен быть заполнен за один ход ползуна.

Отсутствие «динамики» ухудшает заполнение сложного рельефа штамповоч­ного ручья. ( необходимо учитывать при разработке техпроцесса) , т.е. необхо­димо увеличить количество подготовительных переходов. Постепенно прибли­жая форму заготовки к форме окончательного штамповочного ручья.

В случае многоперационного техпроцесса рекомендуется применять процесс в котором обеспечивается изготовление поковки с одного нагрева.

Подкатку и протяжку на КГШП не производят ( требуется выполнение переходных ручьев из-за постоянства величины хода).

Подкатку и протяжку производят на специальных ковочных вальцах, которые устанавливают рядом с прессом. Штамповка не должна быть в окалине. Что обеспечивается спецнагревом либо гидроочисткой.

Устройство кривошипного горячештамповочного пресса.

Конструкция пресса изображена на рисунке3 .

1-поперечина, 2-стойки, 3-штамповое пространство, 4-стол, 5-выталкиватель.

Рисунок 3 -Конструкция кривошипного горячештамповочного пресса

Предназначен для выполнения операции горячей штамповки. Характеризуются следующими показателями: усилие2-100 Мн. Мощность электродвигателей 20-500 квт. Длина хода ползуна 200-500 мм. число ходов 35-100 в минуту. Особенности: быстроходность. Высокая жесткость конструкции. Небольшие габариты штампового пространства. Большое число ходов обусловлено необходимостью продолжительного контакта штампа с заготовкой при обработке горячего металла.

Жесткость конструкции обусловлена требования к точности поковок. Это обеспечивает надежность работы при перегрузках.

Использование сравнительно небольших поковок и штампов при небольших размерах рабочих плоскостей стола и ползуна. Жесткость в 2-4 раза больше жесткости прессов аналогичного назначения.

Конструктивное исполнение- однокривошипный закрытый пресс с расположением валов параллельно фронту пресса.

Особенности штамповки на КГШП.

Особенности конструкции прессов таковы: жесткая закрытая стальная станина, жесткий кривошипно-шатунный механизм с надежным направлением ползуна, механические выталкиватели. Регулирование высоты штампового пространства с помощью кривошипного стола.

КГШП предназначен для штамповки разнообразных поковок преимущественно в закрытых штампах.

Преимущество и недостатки штамповки на КГШП.

Преимущества.

· Получение поковок высокой точности;

· Припуски меньше чем при штамповке на молоте, штамповочные уклоны также меньше:

· Производительность больше в 2-4 раза;

· Процесс полностью автоматизируется;

· Расход энергии меньше чем у молота:

· КГШП имеет безударный характер работы:

· Работа не требует регулирования энергии удара.

Недостатки

· Меньшая универсальность;

· Необходимость очистки от окалины;

· Большое количество ручьев;

· Штампы более сложные;

· Стоимость КГШП в 3-4 раза выше стоимости молота.

Классификация поковок штампуемых на КГШП.

Поковки можно отнести к двум группам: круглым и квадратным в плоскости разъема и близким к ним, удлиненным в плоскости разъема, включая разновидности.

Меньшие уклоны, возможность образования отдельных элементов выдав-ливанием позволяет установить разъем в иной плоскости чем при штамповке на

молоте. Что расширяет группу заготовок за счет включения прямых валов с фланцами и другими утолщениями. В случае молота они либо не штампуются либо относятся к поковкам другой группы. Поковки второй группы с переводом на пресс штампуются с изменением плоскости разъема, отростки и развилки располагаются вертикально ( они образуются путем глубокого выдавливания).

Выбор переходов штамповки.

Выбор переходов для поковок. Удлиненных в плоскости разъема не отличается от выбора переходов при штамповке на молотах. 

Конструирование поковки

При конструировании поковки, штампуемой на прессе используют те же правила, что и при составлении чертежа молотовой поковки. Отличия имеются только в величине припусков, допусков и штамповочных уклонов.

Преимущества прессов позволяют уменьшить припуски и допуски на 20-35% , ГОСТ 7505-95.

При штамповке с выталкивателями штамповочные уклоны применяются для облегчения работы с выталкивателями, а также для уменьшения износа боковой поверхности. При этом уклоны также на 25-30% меньше.

Вначале при этом определяют уклоны как для обычной штамповке на молоте, а затем уменьшают их.

Таким образом, штамповочные уклоны могут быть 2,3,5,7^о вместо 3,5,7,10 ^окак у молотовых поковок. Без уклонов можно выполнить отростки получаемые выдавливанием.

Оформление чертежа поковки, получаемой на КГШП.

Пример поковки- «крестовина карданного вала».

Штамповочные уклоны на наружной поверхности не более 5 принимаются равными 3. Радиус закругления наружных углов- 2 мм, принимаем- 3 мм.

Неуказанные предельные отклонения:

допуск радиусов закругления;

допускаемая величина остаточного облоя;

допускаемая величина смещения по линии разъема штампов.

Технологические возможности штамповки на гидравлических прессах

Гидравлические прессы имеют свои преимущества и недостатки, которые определяют их использование в следующих четырех случаях:

1Для штамповки металлов и сплавов с небольшой температурой начала штамповки. Наибольшее применение находят алюминиевые и магниевые сплавы. Температура начала штамповки t = 470-480 ^оC , в с тем, что при нагреве более 500-550 ^оС и значительного времени соприкосновения металла штамп бістро изнашивается( температура отпуска 500-550 ^оС.

2 В случае, когда это обусловлено условиями горячей деформации ВТ15 и другие жаропрочные сплавы и стали.

3 Необходимость иметь большие рабочие хода, график «сила-путь» без максимумов в начале и конце деформации.

4 Гидравлические прессы могут быть единственным оборудованием для штамповки крупных поковок, которые нельзя получать на другом оборудовании из-за недостатка мощности. Гидравлические прессы относятся к наиболее мощному штамповочному оборудованию.

Технологические возможности штамповки на гидравлических прессах.

Рабочий ход ползуна осуществляется на сравнительно небольшой скорости.

Сравнение штамповочного гидравлического пресса и молота в эксплуатации показывает. Что пресс дороже, тихоходнее и производительность его меньше чем производительность молота. Следовательно, гидравлические прессы можно применять там, где не может быть использован молот, т.е. при штамповке крупных поковок, при штамповке малопластичных сплавов, не допускающих больших скоростей деформирования, при различных видах штамповки выдавливанием. Там где необходим очень большой рабочий ход.

Невысокая скорость подвижной поперечины и неударный характер работы гидравлического пресса выравнивает условия заполнения ручья в верхнем и нижнем штампе и обеспечивает наилучшие условия для прошивки и протяжки полых поковок, а также для штамповки выдавливанием.

Гидравлические прессы имеют различную конструкцию, а следовательно и назначение .

На обычных гидравлических штамповочных и универсальных прессах производят штамповку в открытых и закрытых штампах. Направление его поперечин обуславливает штамповку в одном ручье, расположенном на оси пресса.

Технологические возможности.

В открытых штампах используют поковки из черных и цветных металлов. Это поковки типа панелей и рам, площадью менее 2,5 м . узкие и длинные поковки типа балок и лонжеронов менее 8 м, типа стаканов, втулок, крыльчаток.

Из стали и титана получают поковки типа дисков. При получении сложных заготовок поковку подвергают ковке, а затем штампуют.

Особенности штамповки на гидравлических прессах.

1 Необходимо очень точно рассчитать центр ручья и совместить его с центром пресса.

2 В случае получения крупногабаритных поковок штамп коробится. Для устранения необходимо изготовить штамп с заранее заданной выпуклостью.

3 В случае изготовления поковок из магниевых и алюминиевых сплавов. В связи изложенным выше с этим возникают дефекты. Чтобы избежать этого применяют подогрев.

О штамповке в закрытых штампах

Характер работы безударный ход пресса может заканчиваться в любой момент, когда усилие достигает максимального значения. Т.е. пресс приспособлен для штамповки в закрытых штампах. Штампуют поковки из алюминиевых и магниевых сплавов. Поковки точные без штамповочных уклонов.

Штамповка на фрикционных прессах

Фрикционный пресс по характеру воздействия на заготовку представляет собой среднее между прессом и молотом .Ползун пресса в конце хода вниз производит удар на скорости v=1,5 м/с , что гораздо меньше скорости бабы молота. Усилие фрикционных прессов находится в интервале: 0.4...6,3 Мн. На них штампуют только некрупные поковки. Штамп может иметь несколько разъемов, что позволяет получать поковки достаточно сложной конфигурации.

1. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах

ГКМ- представляет собой горизонтальный кривошипный горячештамповочный пресс усилием 1-31.5 Мн (размеры определяются по макс. диаметру прутка). кроме главного ползуна они снабжены дополнительным ползуном. Характеристики машин стандартизованы.

В качестве исходной заготовки используются прутковый материал круглого профиля, трубы. В ряде случаев применяется квадрат, а также другой некруглый профиль. Исходный материал предварительно разделяется на заготовки.

Особенность состоит в наличии в штампе двух разъемов. Между сомкнутыми матрицами и пуансоном. Это позволяет получат поковки без штамповочных уклонов, с глубокими отверстиями. При штамповке прошивают сквозные отверс-тия, без отходов металла.

Ручьи могут быть открытыми и закрытыми. Регулированием удара можно влиять на степень заполнения ручья и величину заусенца. Поэтому большинство поковок штампуется на ГКМ в закрытых ручьях. Поковки типа тел вращения, штампуемые в открытых ручьях получаются без заусенца или с небольшим заусенцем.

Классификация поковок. Штампуемых на ГКМ

Поковки, штампуемые на ГКМ имеют форму тел вращения с прямой осью. Направленной вдоль оси прутка. По форме они могут быть отнесены к двум основным группам.

1.поковки типа стержня сплошного сечения с одним или несколькими утолщениями, причем в средней части площадь поперечного сечения постоянна, а утолщения могут быть полыми со стороны концов.

2.Поковки со сквозным отверстием.

Недостатки горизонтально-ковочных машин

1. Ограниченность числа форм поковок, получаемых на них.

2. Необходимость применения в качестве исходного материала проката, как правило повышенной точности, а иногда калиброванного.

3.концевой отход при штамповке необходим для зажатия заготовки.

Проектирование поковки

При конструировании чертежа поковки, изготавливаемой на ГКМ, разъем между матрицами устанавливают в плоскости осевого сечения А-А, разъем между пуансоном и матрицей в плоскости наибольшего поперечного сечения Б-Б.

Припуски и допуски поковок. Штампуемых на ГКМ определяются по ГОСТ 7505-89 или по соответствующим нормалям.

При этом учитываются те же факторы. Что и при штамповке на молотах и прессах.

Штамповочные уклоны на участках поковки, формуемых в плоскости пуансона назначают 15-1 наружные и 30-2 внутренние. Для участков, формуемых в матрице. Наружные уклоны не предусматривают. А внутренние составляют 1-5. Наружные радиусы закруглений принимают равными величине припуска на механообработку. Внутренние в 1,5-2 раза большими.

При выполнении чертежа. Штамповки на ГКМ, стараются придать форму, которую можно получить. Используя лишь наиболее часто применяемые в этих машинах переходы штамповки при наименьших отходах металла.
Рассмотрим следующие специализированные процессы: штамповку на горизонтально-гибочных машинах. Ротационно-обжимных машинах. Вальцовку на ковочных вальцах, раскатку на раскатных машинах.

Простейшими технологическими процессами гибки на ГГМ являются: гибка V-1.Горизонтально-гибочные машины или бульдозеры предназначены для горячей и холодной гибки в одноручьевых и многоручьевых штампах мерных заготовок больших габаритов из сортового и полосового проката.

Производительность горячей гибки ниже холодной, поэтому их применяют для получения изделий с относительно меньшим радиусом гиба.

образного профиля, П-образного профиля, дугообразных и круглых деталей

Гибку V-образных деталей осуществляют за один переход, П-образных за два перехода.

Выбор технологического процесса в основном зависит от формы и размеров. Требуемой точности и серийности, мощности ГГМ.

Штамповка на ротационно-обжимных и радиально обжимных машинах

Н а РО и РО получают обжатием осесимметричные заготовки с вытянутой осью, как с нагревом так и нахолодно, в широком диапазоне типоразмеров заготовок.

На небольших машинах, иглы d=0,3 мм;

На тяжелых. Стальные трубы D<320мм;

Ступенчатые валы D<250мм.

Они делятся на три группы:

1.шпиндельные машины-бойки с ползунами расположены в пазах шпинделя, благодаря его вращению производится обжатие;

2.кольцевые машины,-обжатие производится роликами. Вращающимися вокруг шпинделя;

3.барабанные,-рабочие функции бойков осуществляются из-за вращения в разные стороны шпинделя и обоймы.

Форма и точность поковки обеспечивается формой и точностью бойков в закрытом состоянии.

При обработке заготовок без оправки следует учитывать. Что толщина стенки увеличивается пропорционально изменению наружного диаметра.

Изготовление поковок на ковочных вальцах, вальцовка.

Вальцовка- представляет собой протяжку заготовки в продольной прокаткой в секторных штампах ковочных вальцов. Усилие при этом меньше чем при прокатке, а также меньше чем при штамповке на прессах и молотах.

За один оборот при этом можно получить несколько заготовок.

Вальцы для формовочной вальцовки имеют диаметр 200-500 мм, на них расположены секторные штампы с 4-6 ручьями. Вальцы для штамповой вальцовки имеют диаметр 600-1000мм профиль образуется смежными вырезами ручьев в паре секторных штампов, называемыми калибрами.

Отделочную вальцовку используют для получения профильных заготовок.

(например турбинные лопатки).

Штамповочную вальцовку применяют при массовом и серийном производстве при получении мелких и средних поковок переменного профиля, различной формы, гаечных ключей, звеньев транспортеров.

Поковки получают в ленте по несколько штук.

Раскатка кольцевых заготовок

Процесс раскатки при получении заготовок кольцевой формы на раскатных машинах широко распространен в промышленности ( при производстве колец подшипников).

К завершающим операциям производства поковок относятся: обрезка заусенца. Прошивка и пробивка отверстий, термообработка.

Обрезку заусенца и прошивку перемычек производим на кривошипных обрезных прессах в обрезных и прошивных штампах, рабочими элементами служат неподвижная матрица и подвижный пуансон. Схема процессов приведена на рисунке 10.

При обрезке поковку укладывают в матрицу на заусенец. Затем пуансон проталкивает поковку сквозь матрицу.

При прошивке поковка упирается в матрицу,а прошивной пуансон прорезает перемычку и проталкивает ее сквозь матрицу.

При пробивке в образовании отверстия участвую одновременно и пуансон и матрица. Пробивка необходима тогда, когда поковка не имеет полости со стороны матрицы.

Обрезные работы.

Горячие работы выполняются сразу после горячей штамповки с использованием нагрева.

Однако, выполнение горячей обрезки вызывается:

· Недостаточной пластичность материал;

· Примением пресса с меньшим усилием;

· Выполнением операций с одного нагрева.

Холодную обрезку и прошивку рекомендуется выполнять отдельно.

Горячую обрезку и прошивку проводят в простых и последовательных штампах. Применение совмещенных штампов рационально в крупносерийном и массовом производстве.

Оборудование

Для холодных обрезных работ применяются кривошипные прессы общего назначения, усилием 0,25-2 Мн. Для горячих, кривошипные прессы усилием 1.6-16 Мн. Наиболее крупные поковки обрезают на гидравлических прессах.

Термическая обработка поковок.

Поковки поступают на термообработку сразу после обрезки. Цели термообработки:

· снятие остаточных напряжений;

· улучшение обрабатываемости материала;

· подготовка структуры металла к окончательной термообработке.

Основные способы термообработки

· отжиг;

· нормализация;

· нормализация с отпуском;

· улучшение.

Остальные способы широко применяются при производстве кованых и штампованых поковок.

Поковки из алюминиевых сплавов подвергаются закалке и последующему старению. Из магниевых сплавов- отжигу, закалке и старению. Из титановых сплавов -отжигу или гомогенизации.

При разработке техпроцесса термообработки учитывают ее назначение, марку материала, структуру материала, габариты и толщину.

Операции термообработки

1. Отжиг поковок. В процессе отжига достигается перекресталлизация, для получения равновесного состояния и улучшения пластичности и вязкости, снимаются остаточные напряжения. Измельчается зерно.

2. Нормализация поковок. Применяется в случае использования мало и среднеуглеродистых сталей С<0,4. Стали с большим содержанием углерода не получают тех же свойств . что и при отжиге.

3. Высокий отпуск. Иногда называют низким отжигом. (t=650-680 C) Применяют для снижения твердости высоколегированных сталей.

Отделочные операции обработки поковок

Правка поковок

Правка используется в том случае. Когда неравномерность припуска не укладывается в пределы допуска.

Правка заключается в гибе на малый угол изгиба или или скручивании на малый угол скручивания. ( гибка и скручивание могут совмещаться).

Правкой устраняют искривления поковок. Полученных при следующих обстоятельствах:

· При штамповке вследствие застревания и последующего принудительного извлечения поковок из ручья.

· При обрезке, вследствие неудовлетворительной подгонки штампов.

· При термической обработке. В результате коробления.

· После дополнительной технологической операции, вследствие упруго-пластического восстановления формы.

· При быстром остывании заусенца у изогнутых поковок.

Величину искривления устанавливают на разметочной плите с помощью специального контрольного приспособления.

Искривление допустимо, если искажение формы не превышает допусков на размер.

Методы правки

Известны четыре основных способа правки поковок:

· Холодная в правочных штампах на штамповочном оборудовании;

· Холодная на правильных прессах;

· Горячая в правочных штампах;

· Горячая в окончательном ручье основного штампа.

Искривлению подвержены поковки значительной длины, с тонкими ребрами.

В зависимости от причин коробления, поковки можно править в горячем состоянии после обрезки заусенца. В холодном состоянии , после термообра-ботки.

Горячую правку осуществляют после обрезки заусенцев и удаления перемычки.

Правку осуществляют: в окончательном ручье основного штампа, на обрезном прессе, можно править на дополнительном правочном оборудовании (молот, пресс).

Холодную правку применяют для поковок, получающих искривления при термообработке ( используют фрикционные молоты).

Правочный ручей

Составляется по чертежу поковки со следующими отступленями в сечениях ручья.

Зазоры принимают равными половине верхнего отклонения от размеров a,d с учетом усадки. По вертикальным размерам зазоров нет. В правочных штампах предусматривается зазор 0,5-1.0 мм.

Правочные штампы

Обычно одноручьевые, в двухручьевых. Ручьи располагают так. Чтобы оба ручья можно использовать одновременнно.

При конструировании нерабочих элементов правочных штампов руководствуются правилами конструирования штампов для этого оборудования.

Штампы для горячей правки изготавливают из этой же стали, но с меньшей твердостью. Штампы для холодной правки, должны иметь твердость НВ 388-444. Стойкость правочных штампов (на молотах) колеблется в пределах 30000-80000. На фрикционнных прессах 200000-450000 шт.

Очистка от окалины.

Существенным недостатком нагрева пламенных печах является обезуглероживание поверхностного слоя и высокий поверхностный угар. Окалина при этом нежелательна, так как портит штампы и режущий инструмент и следовательно должна быть удалена с поверхности заготовки. Обезуглероженный слой не поддается закалке и термообработке и следовательно подлежит удалению с поверхности заготовки. Образование окалины начинается при температуре t = 700 ^оC и выше.

С увеличением сечения заготовки относительные потери металла на угар снижаются, так как время необходимое на н нагрев увеличивается медленнее чем отношение поверхности к объему заготовки.

Очистка от окалины

При ковке и штамповке на молотах сравнительно легко сдирается и сбивается . на гидравлических прессах используются обычно металлические щетки и скребки. При штамповке на ГКМ используют фигурные скребки. В случае, когда удаление окалины затруднительно применяют гидроочистку. Установки представляют сбой транспортеры, где горячие поковки попадают под струю воды давлением 10-20 МН/м².

Для предохранения металла от окалины и обезуглероживания поверхностного слоя металл нагревают в вакуумных печах или в печах с загазованными атмосферами ( азот, фреон, гелий). Продолжительность нагрева при этом выше чем в пламенных печах. Однако в этом случае в электропечах нагревают заготовки небольшого сечения. При индукционном нагреве обезуглероживания практически не происходит.

Существуют три основных вида очистки:

· Дробью;

· Травлением;

· В барабанах;

Для стальных поковок основным видом очистки является очистка в дробеметных барабанах с механической загрузкой и выгрузкой.

Поковки массой до 50 кг можно очищать от окалины в галтовочных барабанах. При вращении барабанов окалины сбивается при ударах. Существует опасность искривления поковок.

Травление стальных поковок

Для травления стальных поковок можно использовать растворы серной и соляной кислот. А также их смеси с добавлением азотной кислоты. При t=30 C

При этом травлением происходит наиболее интенсивно. Происходит процесс растворения окалины и травления основного металла под слоем окалины. Преимущество травления перед очисткой дробью выявлении поверхностных дефектов. После травления поковки промывают раствором с добавлением щелочи.

Калибровка поковок

Калибровку осуществляют небольшими обжатиями поковки. Калибровка обеспечивает получение точной поковки с чистой поверхностью. Калибровка бывает холодной и горячей, плоскостной. Криволинейной и объемной.

Калибровка может быть с образованием заусенца и без него. Операция с целью получения рельефной фигуры называется чеканкой рельефа.

Горячая калибровка- выполняется на штамповочных молотах и фрикционных прессах, выполняется после штамповки и горячей обрезки заусенца с использованием нагрева на образование 2-ого заусенца. Который обрезается нахолодно.

Холодная калибровка- выполняется на холодноштамповочных кривошипно-коленных прессах.

Технологичность изготовления заготовок выдавливанием.

Зависит от ряда факторов:

· Числа формооизменяющих операций и их характера;

· Наличия промежуточной термообработки;

· Конструкциии и условий работы инструмента;

· Технологических требований к оборудованию;

· Сокращения расхода металла, уменьшения трудоемкости;

· Повышениея качества;

· Необходимости и объема доделочных операций;

· Объема и ритмичности выпуска;

· Условий механизации и автоматизации;

· Заданных показателей точности поверхности. Точности размеров;

· Механических свойств.

Существует несколько схем прямого и обратного выдавливания.

Штамповка выдавливанием представляет собой процесс прессования. Прессование является разновидностью выдавливания, остающаяся в матрице часть металла представляет собой отход. При штамповке выдавливанием часть металла остающаяся в матрице представляет собой часть детали.

Оборудование

Для прессования применяют специальные гидравлические прессы. Для штамповки выдавливанием КГШП, винтовые и фрикционные прессы.

Особенности штамповки холодным выдавливанием

Особенность штамповки является хорошая возможность изменения кинематики. Формы и размеров частей инструмента.

Основным показателем технологичности является штампуемость

Классификация металлов по штампуемости.

Таблица 3 - Классификация по штампуемости

Температурный эффект на холодно-высадочных автоматах составляет 200-300 С. При холодном выдавливании не рекомендуется применять материалы с низкой штампуемостью.

Использующееся для холодного выдавливания материалы долждны иметь хорошую пластичность, низкий передел текучести, существенное удлинение. Исходная структура должна быть мелкозернистой и равномерной.

Холодное выдавливание применяют для деталей из алюминия А0, АД1,А1,АД,АМЦ,дуралюминия Д16, меди М1,М2,М3, латуни Л62,Л68, цинка Ц1,Ц2,Ц3. Магниевых сплавов, конструкционных сталей, содержащих до 0,455 С и низколегированных сталей. Номенклатуру материалов ограничивает высокое давление при ХОШ.

Физико-механические свойства стали

Для выдавливания применяются стали ферритно-перлитного класса, структура в состоянии поставки (феррит включением пластинчатого перлита).

Холодная пластическая деформация происходит за счет сдвигов мелких и средних пластинчатых кристаллитов феррита. Наличие пластинчатого перлита повышает упрочнение при деформировании, улучшает заполнение штампов, снижает стойкость инструмента и качество деталей. Обычно затруднено выдавливание сталей с повышенным содержанием углерода (стали 30,45,40). Феррит располагается в виде сетки. С увеличением величины зерен феррита сопротивление деформированию снижается. Следовательно, можно рекомендовать отжиг как предварительную термообработку для повышения штампуемости. (происходит существенная ферритизация цементита, в ряде случаев рост зерен феррита).

Качество заготовок и виды дефектов

Микро и макроструктура в результате холодного выдавливания заметно улучшается. Характеризуется вытянутостью зерен в направлении течения металла.

Таблица 4 - Показатели погрешности формы

При штамповке пустотелой детали образуются трещины.При штамповке деталей с фланцами образуются складки.

Разработка чертежа заготовки

1.Оформление контура поковки

Рисунок 12 - Оформление контура, где а- уступ, б полая деталь

Шлицы и пазы могут быть получены согласно рисунку

Рисунок 13- Формы канавок и выступов

1. Базы размеров

Простановка баз любых размеров имеет особенности, базой может служит торцовая поверхность, можно за базу принять дно полости.

Поковка после выдавливания подвергается доделочным операциям.

Инструмент для выдавливания

Инструмент для выдавливания можно разделить на три группы:

· Инструмент для предварительных операций- пуансон, матрица, выталкиватель, предназначен для объемной калибровки заготовок, получаемых выдавливанием.

· Инструмент для основных формоизменяющих операций холодного выдавливания, конструкция которых зависит от схемы деформирования.

· Инструмент для дополнительных операций- осадка фланца, протяжка, просечка.

Геометрические параметры рабочего инструмента зависят от формы и размеров выдавливаемой детали и должны удовлетворять ряду требований.

Матрицы ля выдавливания

Острые углы должны быть скруглены, перепад диаметров рабочей полости и полости для выталкивателя должен быть меньше. Для уменьшения величины износа матрицы изготавливаются с небольшой конусностью.

На рис. Представлен пуансон для сплошных деталей и матрица. При прямом выдавливании рабочим инструментом являются :пуансон, оправка и матрица.

Рисунок 14- Пуансон и матрица для выдавливания

Продукция из металла используется в крайней степени нерационально из-за применения обработки резанием, что снижает КИМ в ряде случаев до 60%. Следовательно использование технологических процессов порошковой металлургии является основным направлением технологического процесса.

Стоимость порошков значительно выше стоимости литья и проката, однако. расходы на основные материалы значительно ниже. Коэффициент использования металла высок- 0,95-0,97.

Технологические возможности получения заготовок из порошков

К материалам получаемым порошковой металлургией относятся: антифрикционные. Фрикционные, конструкционные , магнитные, инструментальные и ряд других.

Антифрикционные материалы

Это в первую очередь, детали узлов трения машин - подшипники скольжения.

Распорные шайбы. Втулки, кольца.

При этом экономится дорогой сплав баббит при производстве подшипников.

Снижается трудоемкость, экономятся цветные сплавы. Повышается производительность труда. Увеличиваются эксплуатационные характеристики узла.

Фрикционные материалы и изделия

Характеризуются высокими значениями коэффициента трения и износостойкостью. Заменяют сталь, чугун.

Порошковые фрикционные узлы изготавливаются в виде накладок различной конфигурации. Выпускаются материалы на медной и железографитовой основе.

· Фрикционные изделия на медной основе предназначены для работы в условиях смазки.

· Изделия из порошковых материалов на железной основе применяют для работы в условиях сухого трения.

Конструкционные материалы и изделия

Конструкционные порошковые материалы распространены в технике и применяются для производства различных деталей машин и приборов.

Экономический эффект достигается за счет уменьшения механообработки, снижения трудоемкости процесса, уменьшения станочного парка и используемых площадей.

Ненагруженные и малонагруженные изделия можно получить из порошков чистого железа с небольшими добавками графита.

Средне и сильно нагруженные из углеродистых и легированных сталей.

Используются порошки из цветных металлов и сплавов.

Наиболее распространенными методами получения деталей из порошковых материалов являются:

· Прессование и спекание;

· Двукратное прессование и спекание;

· Горячее прессование;

· Предварительное газостатическое прессование.

Изделия сложной конфигурации, которые невозможно получить формованием, прессуются и спекаются из отдельных элементов без особых трудностей.

Инструментальные материалы и изделия

Применяются при производстве инструментов.

Наиболее широко распространены порошковые твердые сплавы на основе карбида вольфрама и титана с кобальтовой связкой.

Прессуются с пластификаторами или из пластифицированных заготовок.

Технология производства сплавов на основе карбидотитана заключается в прессовании смеси порошков и спекании их.

Магнитные материалы и изделия

Магнитопроводы получают заданной формы размерами с минимальными затратами( себестоимость на 30-60% ниже).

Большое влияние на магнитные свойства порошков оказывает пористость.

Технологический процесс состоит из следующих операций:

· Смешивание порошков;

· Прессование шихты;

· Спекание в атомосфере инертного газа или вакууме;

· Повторное прессование;

· Повторное спекание.

Магнито-твердые материалы

Используются для производства постоянных магнитов.

Порошковые материалы более высокого качества. Они изготавливаются по нескольким технологическим вариантам:

· Шихту смешивают, а затем прессуют;

· Двухкратное прессование и спекание.

Получают ферриты и магнотодиэлектрики.

Пористые проницаемые материалы и изделия

Применяются для получения изделий с пористостью 20-60%.. используемых в качестве фильтров и тд.

Способы формования металлических порошков

1.Формование порошков на прессах.

При прессовании помещаются в пресс-форму и подвергаются сжатию. В результате они уплотняются и принимают форму соответствующей полости.

Способу свойственна - высокая производительность и точность, возможность механизации.

Наиболее распространен в крупносерийном и массовом производстве.

2.Изостатическое формование.

Порошок заключается в эластичную оболочку и подвергается всестороннему сжатию.

Получают крупногабаритные изделия с тонкими стенками и равномерной плотности.

Разновидность-прессование.

Гидростатическое прессование

Эластичная оболочка помещена в жидкость, через которую порошок получает требуемое давление.

Действующие установки позволяют прессовать цилиндры, трубы. Шары, и др. изделия.

Газостатическое прессование

Выполняется в газостатах, где рабочей средой является газ, при комнатной. Либо повышенной температурах.

Эффективно при изготовлении быстрорежущей стали.

Гидродинамическое прессование

Аналогично статическому, однако давление создается за счет энергии газов.,образовавшихся при взрыве. Установка проще и дешевле.

Способы прессования изостатическое и гидродинамическое- широко используются в промышленности.

Вибрационное формование

Выполняется в пресс-формах с использованием вибраторов. Наиболее эффективно для малопластичных материалов. В настоящее время используется наряду с статическим и изостатическим формованием.

Мундштучное формование

Применяется для получения деталей типа прутков и труб высокой точности.

Осуществляется путем продавливания сквозь отверстие в матрице смеси порошка с пластификатором.

Получают длинномерные изделия высокой плотности из труднодеформируемых порошков.

Прокат

Используется специальное оборудование. Сущность процесса иллюстрирована на Он состоит в следующем: подаче порошка из бункера в зазор между вращающимися навстречу друг ругу с одинаковыми скоростями валками.

Недостатком метода является наличие разрывов и неоднородностей по толщине поверхности, которое устраняется механической обработкой.

Спекание порошковых материалов

Спекание представляет собой термическую обработку, которой подвергается спрессованное изделие с целью придания им требуемых физико-механических свойств. Особенность спекания в том. что оно осуществляется без расплавления основного компонента порошковой шихты (0,7-0,9 Т ). Значение операции велико. На этой стадии происходит формование прочных металлических контактов.

В настоящее время спекание представляется отдельным процессом. Спекание подразделяется на два вида: твердофазное и жидкофазное.

В процессе спекания в большинстве случаев происходит усадка. В процессе спекания наблюдается рекристаллизация.

Усадка при спекании

Увеличение плотности и уменьшения объема спекаемых тел. Механизм усадки при спекании заготовок заключается в объемной деформации частиц под влиянием поверхностного натяжения.

Влияние дефектов кристаллического строения на усадку называется структурным фактором, а влияние упрочнения , связанное с повышением прочности брикетов и уменьшением деформации за счет увеличения площади контактных участков - геометрическим фактором.

В ряде случаев наблюдается не усадка порошковых материалов, а их рост.

Спекание производится в среде защитных газов или вакуума.

Оборудование порошковой металлургии.

Оборудование можно разделить на следующие группы:

· Для размола и смешивания порошков;

· Формования заготовок из порошков;

· Спекания порошковых изделий;

· Вспомагательное оборудование.

Для размола служат шнековые, валковые, барабанные , вихревые, вибрационные мельницы.

Для просева служат сепараторы.

Для смешивания- сместители непрерывногои периодического действия.

Для формовки: специализировнные(автоматы) и неспециализированные прессы(оборудование обработки давлением).

В качестве примера приводим схему кривошипно-коленного пресса.

1-

пуансон, 2-заготовка, 3-пресс-форма

Рисунок 15 - Кривошипно-коленный пресс для прессования порошковых материалов

Технико-экономические показатели производства изделий

Основные операции техпроцесса: приготовление шихты. Прессование, спекание, дополнительная обработка.

Производство идет в спецехе на спецпердприятиях.

Основная экономия на материалах и на электроэнергии.

Исходные данные:

1. Данные о геометрической форме и технологических параметрах детали, таких как: длина, диаметр, точность, шероховатость, число поверхностей.

2. Качественные характеристики: характеристика формы (простая. сложная), характеристика ответственности( обычная, высокая), заготовительные свойства: обрабатываемость давлением, резанием. Литейные свойства, требования к плотности.

3. Тип производства.

4. Сведения о характеристиках имеющихся в МПЗ (методы получения заготовок).

При выборе заготовок большую роль играет опыт проектировщика, проявляющийся при использовании эмпирических правил с использованием эвристики.

При автоматизированном выборе заготовок задача усложняется тем, что слабо используются методы инженерных знаний. Это не позволяет создавать программные средства, которые позволили бы выбрать эвристики и синтезировать алгоритм решения при минимальных затратах проектировщика.

После выбора формируется множество МПЗ и определяется его мощность . Когда заготовка выбрана однозначно или многозначно используется пакет синтеза маршрута обработки.

Для однозначного выбора используется прямой синтез, для многозначного -обратный синтез с определением МПз для каждого варианта маршрута.

Если для разных вариантов МОП разные МПЗ, то определяем КСК - критерий состояния качества поверхности. Строят обобщенный критерий и находят минимум:

Основные направления создания малоотходных технологий

Основной недостаток структуры механообработки, а также заготовительного производства- недостаток структуры металлопотребления. Структура металлопотребления недостаточно сбалансирована.

Это в первую очередь, использование таких прогрессивных процессов заготовительного производства как холодное выдавливание, порошковая металлургия, прессование. Использование в качестве полуфабриката профилей проката.

Структура проката отличается низкой долей листового материала . анти-коррозийных покрытий , холодного листа.

Значительная часть сортового проката идет на механообработку, вместо ОМД.

В США в стружку уходит металла в два раза меньше.

Выскоточные процессы требуют дорогую оснастку, отладка сложнее, требует больше времени, применение оправдывает большая серийность.

Известно, что при выборе заготовки для заданной детали назначают метод ее получения. А затем уточняют ее конфигурацию. Размеры. Допуски припуски на обработку и формируют технические условия на изготовление.

С усложнением конфигурации , уменьшением допусков и припусков, повышением точности размеров и параметров расположения поверхностей усложняется и удорожается технологическая оснастка и возрастает себестоимость заготовки, но при этом снижается трудоемкость и себестоимость последующей механообработки, повышается КИМ.

В случае получения заготовок простой конфигурации требуется последующая трудоемкая механообработка.

При выборе технологических процессов получения заготовок целесообразно задачи формообразования перенести на заготовительную стадию.

Принимая во внимание изложенный выше материал, касающийся малоотходных технологических процессов получения заготовок необходимо подчеркнуть , что расширение объема точных заготовок обуславливается:

· Повышением доли фасонного и листового проката;

· Расширением доли малоотходных и безотходных технологий на базе автоматов и автоматических линий;

· Специализацией и концентарцией производства по регионам и отраслям;

· Организацией специализированного производства оснастки.

Способы изготовления и ремонта штампов

Для обработки штампов используют следующее обрудование.

Станки строгальные (продольно и поперечно), копировально -фрезерные, сверлильные. Координатно-расточные и тд. Современный режущий инструмент позволяет обрабатывать штампы в термообработанном состоянии.

С целью экономии штамповой стали и повышения уровня универсальности применяют сборные штампы, где для каждого ручья предусматривается вставка.

Размеры вставок определяются конфигурацией ручьев. в молотовых штампах вставки закреплены в блоках с помощью горячей посадки, а также клина и скользящей посадки. Применение вставок наиболее целесообразно для осесимметричных заготовок с большим отношением высоты к диаметру, Конструктивное оформление вставок и их креплений разнообразно.

Изготовление и ремонт

1. Кованые штампы. Электроискровое и электрохимическое с использованием мастер пуансонов, механообработкой производится изготовление ручьев штампов. Таким образом изготавливают штампы для поковок гаечных ключей, рычагов, болтов.

2. Литые штампы. Применяют для вкладышей и вставок. При штамповке небольших партий заготовок. Стойкость не меньше стойкости кованых штампов( есть способ с погружением мастер штампа).

Срок службы штампов можно увеличить химико-термической обработкой ( цементацией, азотированием, хромированием, борированием), а также электроискровым упрочнением. Улучшение свойств поверхности штампов, пластичность способствует повышению разгаростойкости.

Одним из способов повышения стойкости штампов является наплавка электродами со специальной обмазкой.

Для наплавки изношенных штампов с последующей термообработкой ис­пользуют специальные электроды (стойкость при наплавке обычными электро­дами невысокая).

Назначение и тенденция развития заготовительного производства

Основное назначение заготовительного производства состоит в обеспечении механических цехов высококачественными заготовками.

В машиностроении используют заготовки, получаемые литьем, обработкой давлением, сваркой, а также из пластмасс и порошковых материалов (табл.1.2). Современное заготовительное производство располагает возможностью формировать заготовки самой сложной конфигурации и самых различных размеров и точности.

Примерная структура производства заготовок в машиностроении

В настоящее время средняя трудоемкость заготовительных работ в машиностроении составляет 40...45% общей трудоемкости производства машин. Главная тенденция в развитии заготовительного производства состоит в снижении трудоемкости механической обработки при изготовлении деталей машин за счет повышения точности их формы и размеров.

 Основные понятия о заготовках и их характеристика

 Заготовка, основные понятия и определения

Заготовкой, согласно ГОСТ 3.1109-82, называется предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь.

Различают три основных вида заготовок: машиностроительные профили, штучные и комбинированные. Машиностроительные профили изготавливают постоянного сечения (например, круглого, шестигранного или трубы) или периодического. В крупносерийном и массовом производстве применяют также специальный прокат. Штучные заготовки получают литьем, ковкой, штамповкой или сваркой. Комбинированные заготовки - это сложные заготовки, получаемые соединением (например, сваркой) отдельных более простых элементов. В этом случае можно снизить массу заготовки, а для более нагруженных элементов использовать наиболее подходящие материалы.

Заготовки характеризуются конфигурацией и размерами, точностью полученных размеров, состоянием поверхности и т.д.

Формы и размеры заготовки в значительной степени определяют технологию как ее изготовления, так и последующей обработки. Точность размеров заготовки является важнейшим фактором, влияющим на стоимость изготовления детали. При этом желательно обеспечить стабильность размеров заготовки во времени и в пределах изготавливаемой партии. Форма и размеры заготовки, а также состояние ее поверхностей (например, отбел чугунных отливок, слой окалины на поковках) могут существенно влиять на последующую обработку резанием. Поэтому для большинства заготовок необходима предварительная подготовка, заключающаяся в том,. что им придается такое состояние или вид, при котором можно производить механическую обработку на металлорежущих станках. Особенно тщательно эта работа выполняется, если дальнейшая обработка осуществляется на автоматических линиях или гибких' автоматизированных комплексах. К операциям предварительной обработки относят зачистку, правку, обдирку, разрезание, центро-вание, а иногда и обработку технологических баз.

Припуски, напуски и размеры

Припуск на механическую обработку-это слой металла, удаляемый с поверхности заготовки с целью получения требуемых по чертежу формы и размеров детали. Припуски назначают только на те поверхности, требуемые форма и точность размеров которых не могут быть достигнуты принятым способом получения заготовки.

Припуски делят на общие и операционные. Общий припуск на обработку-это слой металла, необходимый для выполнения всех необходимых технологических операций, совершаемых над данной поверхностью. Операционный припуск - это слой металла, удаляемый при выполнении одной технологической операции. Припуск измеряется по нормали к рассматриваемой поверхности. Общий припуск равен сумме операционных.

Размер припуска существенно влияет на себестоимость изготовления детали. Завышенный припуск увеличивает затраты труда, расход материала, режущего инструмента и электроэнергии. Заниженный припуск требует применения более дорогостоящих способов получения заготовки, усложняет установку заготовки на станке, требует более высокой квалификации рабочего. Кроме того, он часто является причиной появления брака при механической обработке. Поэтому назначаемый припуск должен быть оптималь-1 ным для данных условий производства.

Оптимальный припуск зависит от материала, разм&ров и конфигурации заготовки, вида заготовки, деформации заготовки при ее изготовлении, толщины дефектного поверхностного слоя и других факторов. Известно, например, что чугунные отливки имеют» дефектный поверхностный слой, содержащий раковины, песчаные включения; поковки, полученные ковкой, имеют окалину; поковки, полученные горячей штамповкой, имеют обезуглероженный поверхностный слой.

Оптимальный припуск может быть определен расчетно-аналитическим методом, который рассматривается в курсе «Технология машиностроения». В отдельных случаях (например, когда еще не разработана технология механической обработки) припуски на обработку различных видов заготовок выбирают по стандартам и справочникам.

Действительный слой металла, снимаемый на первой операции может колебаться в широких пределах, т.к. помимо операционного припуска часто приходится удалять напуск.

Напуск - это избыток металла на поверхности заготовки (сверх припуска), обусловленный технологическими требованиями упростить конфигурацию заготовки для облегчения условий ее получен ния. В большинстве случаев напуск удаляется механической обработкой, реже остается в изделии (штамповочные уклоны, увеличенные радиусы закруглений и др.).

В процессе превращения заготовки в готовую деталь ее размеры приобретают ряд промежуточных значений, которые называются операционными размерами. На рис.2.1. на деталях различных классов показаны припуски, напуски и операционные размеры. Операционные размеры обычно проставляют с отклонениями: для валов - в минус, для отверстий - в плюс.