Ім'я файлу: Лекція 1_ПТП.ppt.pptx
Розширення: pptx
Розмір: 600кб.
Дата: 20.12.2022
скачати
Пов'язані файли:
Особливості ділового спілкування.doc

Візуальне супроводження лекцій з дисципліни
“Проектування технологічних процесів машинобудівних виробництв”


План лекції
1. Вступ. Тенденцій розвитку машинобудування.
2. Ціль та завдання дисципліни.
3. Основні поняття, складові та завдання технічного підготовлення виробництва.
4. Функції та завдання технологічного підготовлення виробництва
5. Організаційне забезпечення технологічного підготовлення виробництва
6. Автоматизовані інформаційні системи підтримки та забезпечення технологічного
підготовлення виробництва
7. Забезпечення технологічності конструкції виробу
8. Види технологічних документів, що розробляються за результатами технологічного підготовлення виробництва


Тема 1. Лекція 1
ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

1. Вступ. Тенденцій розвитку машинобудування


Тенденцій розвитку організації та функціонуванні машинобудівного виробництва передових індустріальних держав:
1. Характеризується значним розширенням використання верстатів з ЧПУ та багатофункціональних верстатів на їх основі, вдосконаленням технологічних процесів виготовлення інструментальних матеріалів та створенням нових інструментальних матеріалів з поліпшеними фізико-механічними характеристиками, розробленням нових конструкцій різальних інструментів та формуванням нових технологічних схем оброблення, які раніше були невідомими. Сучасні верстати з ЧПУ можуть ефективно забезпечити оброблення складно профільних поверхонь, які описуються рівняннями аналітичної геометрії.
2. Постійне зростання вимог до характеристик якості робочих поверхонь деталей машин та підвищення продуктивності технологічних операцій за умов оброблення спеціалізованих конструкційних матеріалів, які повинні забезпечувати довготривалу роботу машин в заданих умовах експлуатації.
3. Зростання використання високотехнологічного обладнання з відповідним скороченням частки операційних неавтоматизованих верстатів, що забезпечує підвищення продуктивності праці та зменшення витрат на виготовлення продукції.
5. Перебудова системи організації та управління сферою виробництва з метою забезпечення гарантованого виготовлення якісної та конкурентоздатної продукції.


7. Практична більшість технологічних процесів, які в теперішній час використовуються в світовому машинобудівному виробництві базуються на процесах механічного оброблення різанням. Це універсальний методом формоутворення робочих поверхонь деталей машин, які за обсягом застосування складають біля 85% всіх процесів розмірного оброблення, які використовуються в машинобудуванні.
8. В технологічних процесах виготовлення деталей машин застосовуються і інші види розмірного оброблення: фізико-хімічні, електрохімічні, електроерозійні, ультразвукове оброблення електронними та лазерними променями, але доля їх використання в виробничих процесах до цього часу достатньо обмежена. Види оброблення різанням переважають їх за продуктивністю, економічністю, витратами енергії, екологічністю та універсальністю.
9. Тенденція до створення універсальних гнучких багатономенклатурних виробництв, які здатні ефективно вирішувати завдання всіх типів виробництва. Такі можливості забезпечуються, в першу чергу, значним розширенням застосуванням верстатів з ЧПУ, багатофункціональних верстатів, гнучких виробничих систем, розширенням сучасної номенклатури інструментальних матеріалів, конструкцій різальних інструментів, сучасних інтегрованих систем вирішення технологічних завдань та систем управління виробництвом.


10. Лише невелика частина часу проектування технологічних процесів (в межах 10-15%) витрачається на прийняття рішень, а весь інший час витрачається на пошук необхідної інформації та оформлення (документування) результатів проектування.
11. Характерною особливістю сучасного технологічного підготовлення виробництва є практично обов’язкове застосування сучасних автоматизованих систем конструювання CAD-систем, проектування технологічних процесів CAPP-та CAM-систем, управління виробничими процесами CAE-системи, які можуть забезпечити зменшення тривалості технологічного підготовлення виробництва та підвищення його надійності..
12. Проектування технологічних процесів є першим етапом їх подальшого застосування у виробничих умовах.

2. Ціль та завдання дисципліни.


Ціль: формування системи знань основних положень, принципів і методів щодо технологічних процесів механічної обробки деталей, ознайомлення з обладнанням, яке при цьому застосовується; формування практичних навичок необхідних майбутньому фахівцю для успішного вибору технологічних методів одержання і обробки заготовок задля забезпечення високої якості продукції.
Завдання: вивчення основних понять технологічних основ машинобудування, ознайомлення з технологічними методами одержання та обробки заготовок, принципами базування при їх обробці на верстаті, формування навичок аналізу робочих креслень з урахуванням технологічності виготовлення та обґрунтування вибору способу отримання заготовки, формування навичок здійснення розробки технологічного процесу обробки деталей тощо.
Серед завдань, що потребують вирішення при побудові процесів виробництва деталей машин, слід відзначити побудову процесу збирання, який пов’язаний з вирішенням ряда технологічних задач і може бути виконаний в кількох різних по трудомісткості та необхідному технологічному оснащенню варіантах.
Технології машинобудування допомагає критично оцінити конструкції з технологічного погляду й створювати вироби, що не викликають труднощів у процесі їх виробництва.

3.Основні поняття, складові та завдання технічного підготовлення виробництва


Технічне підготовлення виробництва це система заходів, яка охоплює виконання всього обсягу робіт з проектування, впровадження нових та вдосконалення освоєних конструкцій машин і технологічних процесів. Технічне підготовлення виробництва включає науково-дослідне,проектно-конструкторське, технологічне та організаційно-матеріальне підготовлення:
1. Науково-дослідне підготовлення виробництва передбачає проведення прикладних досліджень, які пов’язані з удосконаленням продукції, техніки, технологій, складу застосовуваних матеріалів, організації виробництва, праці та керування.
2. Проектно-конструкторське підготовлення виробництва передбачає проектування нової продукції та модернізацію виготовлюваної, а також розроблення проектів реконструкції та переобладнання підприємства або окремих його підрозділів.


3. Технологічне підготовлення виробництва передбачає проектування технологічних процесів виробництва, вибір та розміщення устаткування, визначення, проектування та виготовлення технологічного оснащення, розроблення методів контролю, нормування матеріально-технічних витрат і забезпечує випуск продукції потрібного рівня якості за встановлених термінів та обсягів випуску.
4. Організаційне підготовлення виробництва передбачає проектування організаційних рішень, які встановлюють взаємодію матеріальних, трудових та керівних елементів виробництва промислового об’єкта, що гарантує високоефективний та безпечний хід виробничих процесів у різні періоди життя виробничої системи.
Трудомісткість технологічного підготовлення виробництва (ТПВ) для умов малосерійного виробництва складає (30-40)% від загальної трудомісткості технічного підготовлення виробництва, а для умов великосерійного виробництва досягає (50-60)%. Загальна трудомісткість технологічного підготовлення виробництва в (2-3) рази перевищує трудомісткість проектно-конструкторського підготовлення виробництва. Технологічне підготовлення виробництва повинно забезпечувати ефективні споживчі характеристики виробу на всіх етапах його життєвого циклу.


Життєвий цикл виробу - це сукупність взаємопов’язаних процесів створення та послідовної зміни стану виробу від формування вимог до його початкових споживчих характеристик до завершення його експлуатації та використання.
Успішне виведення на ринок виробів машинобудування вимагає послідовного виконання типових технологічних та економічних завдань:
• маркетингові дослідження ринку та створення моделі конкурентоздатного виробу;
• конструювання конкурентоздатного виробу;
• проектування технологічних процесів виготовлення деталей та процесів їх складання, контролю характеристик якості виробу та його виробничого випробування;
• матеріально-технічне забезпечення необхідними ресурсами виробничих процесів для заданих техніко-організаційних умов виробництва;
• формування системи технічного сервісу, яка забезпечує його подальшу експлуатацію та обслуговування, включаючи етап утилізації.


Загальною метою для всіх етапів життєвого циклу виробів є забезпечення високих характеристик якості виробу в процесі виготовлення та експлуатації. Це забезпечується виконанням на кожному етапі комплексу відповідних заходів.
Найбільш важливими етапами життєвого циклу виробу, на яких значною мірою забезпечується формування характеристик якості виробів є етап технологічного підготовлення виробництва та етап його реалізації безпосередньо у виробничих умовах, які часто об’єднують у виробничо-технологічний цикл (ВТЦ).
Найбільш ефективною формою організації виробництва є поєднання інформаційних технологій та технологій матеріального виробництва, яке називають комп’ютеризованим інтегрованим виробництвом (Computer integrated manufacturing-CIM).

4.Функції та завдання технологічного підготовлення виробництва


Система технологічного підготовлення виробництва (СТПВ) представляє певну систему організації та керування технологічним підготовленням виробництва, що регламентовано державними стандартами.
СТПВ базується на широкому застосуванні прогресивних типових технологічних процесів, стандартного технологічного оснащення та обладнання, засобів механізації та автоматизації виробничих процесів, інженерно-технічних та управлінських рішень. Необхідно відзначити, що сучасне автоматизоване машинобудівне виробництво має нові відмінні ознаки від традиційного неавтоматизованого, але для виконання частини технологічних завдань ці напрацювання можуть бути успішно використані.
Технологічне підготовлення виробництва доцільно виконувати у відповідності до стандартів ДСТУ 2960-94 Організація промислового виробництва. Основні поняття. Терміни та визначення. ДСТУ 2974-95 Технологічне підготовлення виробництва та ДСТУ 2391-94 Система технологічної документації.


Технологічне підготовлення виробництва (ТПВ) включає послідовне вирішення типових технологічних завдань, а саме: сукупність заходів яка охоплює проектування технологічних процесів виробництва, вибір та розміщення устаткування, визначення технологічного оснащення, розроблення методів технічного контролю, нормування матеріально-технічних витрат і повинно забезпечувати випуск продукції певної якості за встановлений термін часу та заданим обсягом випуску.
Відповідно до стандартів ЄСТПВ передбачені наступні функції ТПВ:
• забезпечення технологічності конструкцій виробів (ТКВ);
• проектування технологічних процесів для всіх етапів виготовлення деталей (виготовлення заготовок, оброблення та складання);
• проектування та виготовлення засобів технологічного оснащення, яке включає верстатні пристрої, засоби контролю, випробування та діагностики. При застосуванні верстатів з ЧПУ найчастіше використовують спеціалізовані системи пристроїв, а саме: універсально-збірні та збірно-розбірні пристрої;
• організація та управління ТПВ.
Виконання перелічених завдань складає (60-75)% загальної трудомісткості технічного підготовлення виробництва наукомісткої продукції.


Для визначення технологічних параметрів при вирішенні задач проектування ТП розробляються технологічні моделі для різноманітних методів і етапів оброблення, для визначення характеристик технологічної оснастки.
Використання зв’язків між конструктивними параметрами у вигляді технологічних моделей підвищує рівень автоматизації проектування ТП. Технологічні моделі, організовані в спеціальні бібліотеки, можна розглядати як бази знань для проектування ТП.
Сучасна комп’ютерна техніка відкриває широкі можливості автоматизації комп’ютерного конструювання та просторового моделювання з використанням CAD- систем, проектування технологічних процесів в діалоговому або автоматизованому режимі з використанням CAM-систем на базі повного математичного представлення окремих поверхонь, складових елементів складальних одиниць, деталей та заготовок, що є принципово новою базою для створення САПР ТП.
Так, наприклад, на базі математичного ядра, яке відповідає міжнародним стандартам DFX 3D, SAT, STL, JGES, XT та XB (Parasolid), STEP створено системи тривимірного геометричного моделювання при конструюванні та проектуванні технологічних процесів T-FLEX CAD/CAM/CAE/PDM, САПР ТП «ТехноПро» та інші.


Вихідними даними для виконання технологічного підготовлення виробництва є:
• повний комплект конструкторської документації на новий виріб, який повинен включати 3-D моделі виробу, його складальних одиниць та окремих деталей. За необхідності, кресленики виробу, вузлів та робочі кресленики деталей;
• опис службового призначення виробу та умов його експлуатації;
• річний обсяг виготовлення виробів з урахуванням обсягу випуску запасних частин та поставок іншим виробникам за кооперацією;
• планова тривалість виготовлення незмінного виробу та обсяги випуску за роками;
• плановий режим роботи підприємства, який визначає кількість робочих змін та загальну тривалість робочого тижня;
• плановий коефіцієнт завантаження обладнання основного виробництва та стратегія виконання поточних ремонтів на підприємстві;
• планові поставки на виробництво за кооперацією вузлів, напівфабрикатів та підприємства-постачальники;
• планові поставки на виробництво стандартних виробів та підприємства-постачальники;
• прогнозні ринкові ціни нових товарів;
• прийнята для виробництва стратегія ризиків (необхідність наявності дублюючого обладнання);
• прийнята на підприємстві система соціального захисту робітників.

Організаційне забезпечення технологічного підготовлення виробництва


В залежності від технологічних завдань, які вирішуються в технологічному підготовленні виробництва його поділяють:
• перспективне;
• оперативне.
Перспективне технологічне підготовлення виробництва передбачає вирішення завдань технологічного забезпечення конкурентоздатності нових виробів, підготовлення виробничих засобів виробництва для випуску нових виробів за рахунок реконструкції та переоснащення, проектування складних систем технологічного обладнання, роботизованих та гнучких інтегрованих виробництв, у тому числі і автоматичних ліній.
Оперативне технологічне підготовлення виробництва забезпечує технологічну готовність підприємства до випуску нової продукції методами організації та управління ТПВ, технологічного аналізу нового виробу та технологічних можливостей виробництва, проектування ефективних технологічних процесів для конкретних умов виробництва, засобів технологічного оснащення для його реалізації, підготовлення управляючих програм для верстатів з ЧПУ, визначення термінів технологічного проектування, виготовлення засобів технологічного оснащення, монтажу дільниці цеху та її налагодження.

Організаційне забезпечення технологічного підготовлення виробництва


Відповідні організації, які виконують технологічне підготовлення виробництва за межами виробництва поділяють:
• регіональні та загальнодержавні центри нових технологій:
технополіси, центри промислових технологій, інкубатори бізнесу
• об’єднання підприємств для інноваційного співробітництва:
фінансово-промислові групи, створення спільних підприємств, створення консорціумів, створення альянсів
• інноваційні організації в навчальних закладах:
технопарки, інженерні (інноваційно-технологічні) центри, центри нововведень, університетсько-промислові центри
Для вирішення складних виробничих завдань, можуть створюватись тимчасові творчі колективи, які розробляють складні інноваційні проекти технологічного підготовлення виробництва. Для виготовлення засобів технологічного оснащення, які повинні забезпечити реалізацію запроектованих технологічних процесів у структурі підприємства можуть організовувати допоміжні виробничі підрозділи підготовлення виробництва: експериментально-технологічні, інструментальні, збірних пристроїв, виготовлення штампів та прес-форм, нестандартного обладнання, засобів механізації та автоматизації та інше.

6. Автоматизовані інформаційні системи підтримки та забезпечення технологічного підготовлення виробництва


Підвищення продуктивності виконання ТПВ забезпечують автоматизовані інформаційні системи підтримки рішень - Decision Support Systems-DSS. Системи підтримки рішень орієнтовані не на повну автоматизацію функцій розробника, який повинен приймати рішення, а на надання йому необхідної інформаційної, а в окремих випадках, і інтелектуальної допомоги в пошуку найбільш ефективного для заданих умов рішення.
Для інформаційної інтеграції процесів, які супроводжують життєвий цикл машинобудівної продукції, розроблено концепцію CALS-технологій. CALS–(Computer Aided Acquisition and Life-Cycle Support)–це ідеологія створення єдиного інформаційного середовища для процесів проектування, виготовлення, випробування, поставки та експлуатації продукції. Системність інформаційного підходу базується на охопленні всіх стадій життєвого циклу виробу (ЖЦВ) продукції від задуму до її утилізації.
Невід’ємною особливістю CALS−систем є інформаційна інтеграція, яка забезпечується рядом стандартів –STEP, P_UB, Mandate, SGML (Standard Generalized Markup Language), EDIFACT (Electronic Data Interchange For Administration, Commerce, Transport) та інші.
Ключовим компонентом CALS-технологій є система PDM (Product Data Management), яка керує всіма даними про виріб та інформаційними процесами життєвого циклу виробу

Автоматизовані інформаційні системи підтримки та забезпечення технологічного підготовлення виробництва


Для ефективного виконання завдань технологічного підготовлення виробництва на різних етапах життєвого циклу виробів доцільно використовувати існуючи засоби автоматизації:
CAE-Computer Aided Engineering-забезпечує автоматизацію інженерних розрахунків та аналіз;
CAD- Computer Aided Design-автоматизація проектування виробів;
CAM- Computer Aided Manufacturing-автоматизація технологічного підготовлення виробництва;
CAPP- Computer Aided Process Planning-автоматизація проектування технологічних процесів;
CAAP- Computer Aided Assembly Planning-автоматизація проектування технологічних процесів складання;
PDM-Product Life Cycle Management-автоматизація управління життєвим циклом виробу;
ERP-Enterprise Resource Planning- автоматизація процесів планування та управління виробництвом;
MRP-2-Manufacturing (Material) Requirement Planning-автоматизація планування виробництва;
MES- Manufacturing Execution System-виробнича виконавча система;
SCM-Supply Chain Management-управління процесами поставок;
SCADA-Supervisory Control and Data Acquisition-диспетчерське управління виробничими процесами;
S&SM-Sales and Service Management-управління процесами та обслуговуванням;
CPC-Collaborative Product Commerce-спільний електронний бізнес;
CNC-Computer Numerical Control-комп’ютерне числове управління.


Система конструкторське-технологічних завдань:
• зменшення складності нового виробу на основі підвищення рівня уніфікації, стандартизації, повторюваності, взаємозамінності в конструкції виробу, агрегатування та блочно-модульної побудови конструкції, що забезпечує використання уніфікованих (типових та групових технологічних процесів;
• зменшення маси виробу, в тому числі на основі підвищення коефіцієнтів використання матеріалів, математичного моделювання та оптимізації конструкторських рішень;
• застосовування прогресивних конструкторське-технологічних рішень, які отримані на основі вирішення винахідницьких завдань, функціонально-вартісного, морфологічного, системно-структурного, розмірного та інших видів наукового аналізу;
• застосовування найбільш раціональних конструкторське-технологічних рішень за параметрами точності розмірів, форми та просторового розташування взаємопов’язаних поверхонь, параметрів шорсткості робочих поверхонь та інших рішень підвищення показників технологічності конструкцій виробів.
Для оцінки виробничої технологічності конструкції виробу аналізують структурну та функціональну відповідність нової конструкції (виробу, складальної одиниці, деталі) технологіям наявного виробництва.

Забезпечення технологічності конструкції виробу


Для оцінки структурної відповідності виробу до структури технологічної системи виробництва доцільно використовувати кількісні характеристики:
• узагальнені оцінки коефіцієнтів уніфікації, стандартизації, повторюваності, застосування уніфікованих (типових та групових) технологічних процесів, повторюваності конструкційних матеріалів, перспективності застосування в інших виробах, застосування перспективних або директивних технологічних процесів;
• для локальних оцінок відповідності структури конструкції виробу різним технологіям застосовують спеціальні коефіцієнти збірності конструкції виробу, ефективності взаємозамінності питомої ваги прогресивних методів виготовлення, критичних та високих технологій.
Функціональну відповідність конструкції виробу до структури технологічної системи виробництва визначають за наступними показниками:
• аналіз трудомісткості виготовлення виробів-аналогів та виробів, що проектуються (машин, приладів, апаратів, їх складальних одиниць, агрегатів та вузлів);
• технологічна собівартість;
• відносна трудомісткість різних видів оброблення, які використовуються для виготовлення виробу;
• аналіз локальних параметрів виробничої технологічності деталей, а саме: коефіцієнтів точності оброблення, вимоги до параметрів шорсткості оброблення поверхонь, вимоги до фізико-механічних характеристик поверхневих шарів та інше.


Єдина система технологічної документації (ЄСТД) включає:
маршрутні карти (МК)-для узагальненого описання структури одиничних, групових та типових технологічних процесів та операцій;
операційні карти (ОК)-для детального описання одиничних, групових та типових технологічних операцій;
карти ескізів (КЕ)-для графічного зображення виконання технологічних операцій;
карти технологічного процесу (КТП)-для операційного опису при проектуванні одиничних, типових та групових технологічних процесів;
карти типового технологічного процесу (КТТП)- для операційного опису типового технологічного процесу;
відомість деталей (складальних одиниць) до типового або групового технологічного процесу (операцій)-для визначення змінної технологічної інформації до технологічного процесу (технологічної операції) по кожній деталі (складальній одиниці);
карти налагодження інструментів (КН/І) містять повний перелік різальних та допоміжних інструментів у технологічній послідовності їх застосування спільно з документом, що описує технологічну операцію (МК, ОК, КТП);
карти кодування інформації (ККІ) для кодування інформації при розробленні управляючих програм (застосовується спільно з документами: МК, ОК, КЕ, КТП);
відомість оснастки (ВО) включає перелік спеціальних та стандартних пристроїв, які забезпечують реалізацію технологічного процесу виготовлення або складання.

Види технологічних документів, що розробляються за результатами технологічного підготовлення виробництва


Єдина система технологічної документації (ЄСТД) включає окрім наведених технологічних документів, у певних умовах виробництва можуть використовуватись:
• комплектувальна карта (КК);
• відомість операцій (ВО);
• відомість складання виробу (ВСВ);
• карта технологічної інформації (КТІ).
Застосування верстатів з ЧПУ визначає необхідність проектування операційних технологічних процесів незалежно від типу виробництва. Проектування операційного технологічного процесу механічного оброблення різанням передбачає послідовне вирішення наступних типових технологічних завдань:
• проектування структури технологічного процесу виготовлення виробу;
• проектування структури технологічних операцій (послідовності виконання технологічних переходів);
• визначення загальних припусків для кожної обробної поверхні та припусків для виконання кожного технологічного переходу;
• визначення режимів різання для виконання кожного технологічного переходу;
• визначення операційних розмірів для виконання кожного технологічного переходу;


Дякую за увагу. Питання?


скачати

© Усі права захищені
написати до нас