Организация производства в обрабатывающих цехах

Литые, штампованные и прессованные детали, как правило, подвергаются дальнейшей обработке в механических, термических, гальванических, химических цехах и в цехах покрытий. Значительная часть деталей машин, технологического оборудования, транспортных средств подвергается механической обработке, являющейся ведущей по трудоемкости стадией основного производственного процесса.

В механических цехах методом резания обрабатываются различные заготовки (катаные, литые, кованые, штампованные, прессованные) и изготавливаются детали различной конструкции.

Механической обработке присущи следующие особенности:

• • значительное количество технологических операций;
• • относительно высокая длительность производственного цикла;
• • высокая (до 95%) доля межоперационного «пролеживания» деталей;
• • широкая номенклатура производимой продукции;
• • дискретный характер производства;
• • большое разнообразие металлорежущих станков;
• • высокая трудоемкость механической обработки.

В механических цехах обрабатывается широкая номенклатура деталей отличающихся видом материала, методом получения заготовки, серийностью производства, сложностью, габаритными размерами, конфигурацией, массой, точностью обработки, чистотой поверхности и другими характеристиками. Широкая номенклатура выпускаемой продукции, а также многооперационность технологических процессов выдвигают на первый план необходимость целесообразной специализации цехов и участков, типизации технологических процессов, рационального кооперирования предприятий. Несмотря на то, что в механических цехах осуществляется, как правило, лишь обработка металлов резанием, различие продукции и масштабов се производства требуют применения разнообразного металлорежущего оборудования, что создает дополнительные трудности при организации производства.

В механических цехах используется множество типоразмеров технологической оснастки. Поэтому большое значение имеют вопросы организации инструментального хозяйства. Технология механической обработки наиболее гибка, позволяет оперативно вносить соответствующие изменения в производственные процессы и в организацию производства.

Вместе с тем, многодетальность и многооперационность технологических процессов, а также большое разнообразие используемого оборудования в индивидуальном и серийном производствах обусловливают, как правило, неизбежность «пролеживания» деталей в ожидании освобождения станка. Это приводит к образованию относительно больших заделов и соответственно незавершенного производства.

Все механические цеха в зависимости от масштабов производства можно разбить на две основные группы: цеха массового и цеха единичного и мелкосерийного производства.

В механических цехах массового производства производится ограниченная номенклатура деталей в больших количествах, с высоким уровнем специализации рабочих мест. Ограниченность и устойчивость номенклатуры изготовляемых деталей создают предпосылки для комплексной механизации и автоматизации, широкого применения специальной высокопроизводительной технологической оснастки, механизированного и автоматизированного специального транспорта.

Механические цеха единичного и мелкосерийного производства отличаются широкой и разнообразной номенклатурой деталей, изготовляемых в небольшом количестве. Производственные процессы разрабатываются без особой детализации (чаще оформляются в виде маршрутных карт) и предусматривают максимальную концентрацию операций, выполняемых на одном рабочем месте, использование параллельно-последовательного движения партии деталей, специализацию рабочих мест. Цеха оснащаются как универсальными, так и специальными станками; преобладают предметно замкнутые участки и организуются поточные линии.

По характеру и степени специализации механические цеха делятся на следующие основные группы:

• 1) механические цеха подетальной специализации, изготавливающие узкую номенклатуру однотипных (конструктивно и технологически) деталей в относительно больших масштабах. Такие цеха организуются для производства деталей массового применения. Здесь имеет место высокий уровень специализации, сопровождающийся наибольшей экономической эффективностью;
• 2) механические цеха агрегатной (узловой) специализации — характерны для предприятий серийного и массового производства (например, на автомобильных заводах цеха двигателей, шасси, коробок передач и т. п.).

В зависимости от номенклатуры и объема производства, а также уровня специализации рабочих мест, основные участки механических цехов могут иметь разный характер — от универсальных, образованных по принципу однородности технологического оборудования, до автоматических линий.

Уровень специализации рабочих мест определяется с помощью соответствующего коэффициента:

где К_с — коэффициент специализации (характеризует число операций, приходящихся на единицу оборудования); N — общее количество операций; М — количество единиц установленного оборудования.

Классификация производственных участков в зависимости от типа производства и уровня специализации рабочих мест приведена в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Классификация основных производственных участков механических цехов.

Тип производства в механических цехах влияет на их производственную структуру. Обоснование структуры также включает в себя определение следующих показателей.

1. Количество основных участков цеха (У):

где РМ — количество рабочих мест в цехе (по расчету); п — число рабочих мест, обслуживаемых одним мастером в смену (по данным НИИ труда — 25—40).

2. Число рабочих мест. Рассчитывается, исходя из планируемого к производству за год количества деталей всех типов, их трудоемкости, фактического времени работы участка. Фактический фонд времени (ФВ) находится из выражения:

где Д — число рабочих дней в году; С — количество смен в рабочем дне; Р — продолжительность рабочих смен, час; II — потери рабочего времени в связи с плановыми ремонтами (3—8%).

Тип специализации цеха. В зависимости от типа производства выбирается один из двух вариантов внутрифирменной специализации: функциональная или целевая.

Первая находит свое выражение в технологической форме специализации участков, вторая — в предметной и подетальной формах.

При технологической форме специализации участки создаются по принципу общности выполняемых работ и основного технологического оборудования. Рабочие места специализируются на выполнении однородных операций.

При предметной форме производственные участки специализируются на изготовлении одного изделия или группы изделий, либо их частей.

Профиль предметной специализации основных производственных участков и число закрепленных за ними деталей выявляются на основе классификации деталей. Данная классификация осуществляется по конструктивно-технологическим и организационно-плановым признакам. Это:

• • конструктивный тип детали;
• • формы обрабатываемых поверхностей;
• • вид заготовок;
• • габариты деталей;
• • основной технологический маршрут обработки.

Учет организационно-плановых требований позволяет сгруппировать детали с близкой относительной трудоемкостью и однородные по типу организации производства. К числу организационно-плановых признаков относятся: относительная трудоемкость детали, характеризующая приближенное число рабочих мест для изготовления данной детали в планируемом периоде; степень однородности технологии наладок рабочих мест.

При подетальной форме участки специализируются на законченном изготовлении одной или нескольких однородных групп деталей. При этом в пределах одного участка сосредоточивается разнотипное оборудование для выполнения всех или почти всех операций по изготовлению деталей.

В состав механического цеха, помимо металлургического оборудования, являющегося основной ступенью производственного процесса, входят следующие вспомогательные участки:

• • инструментально-раздаточная кладовая;
• • кладовая приспособлений и абразивов;
• • отделение заточки инструмента;
• • мастерская по ремонту приспособлений и оснастки;
• • ремонтное хозяйство, но ремонту оборудования;
• • складское хозяйство (для металла, заготовок, готовых деталей, вспомогательных материалов);
• • бюро технического контроля;
• • служба по сбору, переработке и удалению отходов.

Количество, состав оборудования вспомогательных и обслуживающих подразделений устанавливаются по объему работ, выполняемых в них, или по нормативам соответствующей отрасли.

Проектируемый состав вспомогательных участков цеха зависит от степени централизации вспомогательных работ по предприятию в целом. Любой вспомогательный участок должен быть предусмотрен в производственной структуре цеха, если эти вспомогательные функции централизованно не выполняются или выполняются не полностью.

Пути совершенствования работы механических цехов определяются общими тенденциями развития машиностроения. Создание новых высокопроизводительных и точных машин и приборов повышает требования к точности обработки деталей, чистоте их поверхности, стабильности признаков качества в партии одинаковых деталей. В то же время стремление к снижению затрат на производство обязывает сокращать трудоемкость механической обработки. Решение этой задачи идет по пути как организации производства наиболее точных заготовок, максимально приближающихся по форме и размерам к форме и размерам готовой детали, так и совершенствования самой механической обработки.

На практике совершенствование механической обработки осуществляется на отечественных предприятиях посредством технического перевооружения и, в первую очередь, с заменой старого изношенного оборудования и создания комплексно механизированных и автоматизированных участков и цехов. Совершенствование технологии механической обработки идет по пути снижения удельного веса черновых операций, все более широкого использования процессов электрообработки, ультразвуковой обработки, электрофизических и электрохимических методов обработки, лазерной обработки и т. д. На смену металлам приходят композиционные материалы, пластические массы и т. п.

Основным направлением развития машиностроения в мировой практике является автоматизация производственных процессов. Страны с высокооплачиваемой рабочей силой идут по пути внедрения гибких производственных систем и создания заводов-автоматов на основе роботизации. Передовые машиностроительные заводы мира разрабатывают и внедряют непрерывные процессы на основе микроэлектроники, биотехнологии, генной инженерии с использованием экстремальных условий (сверхнизкие или сверхвысокие температуры и давления) в замкнутых безотходных циклах автоматизированного производства.