Повышение эффективности процесса обработки деталей в машиностроительном производстве

1. Анализ современной нормативной и методической литературы по проектированию изделий машиностроительного производства

В современной промышленности подход к проектированию и производству продукции отличается от традиционной чисто технической задачи. Его главной целью является конкурентоспособность продукции, определяемая качеством и затратами на ее достижение, а успех бизнеса зависит от системы менеджмента качества на всех этапах жизненного цикла продукта.
Конструктивная преемственность в проектировании выражается в использовании всего опыта, накопленного в машиностроении в целом и в пищевом машиностроении в частности. Это не простой или масштабный перенос той или иной системы известной конструкции машины или устройства, поскольку он учитывает возможность использования новых, более совершенных технических средств (компонентов, конструкционных материалов, технологии изготовления, методов упрочнения и т.д.) в разрабатываемой конструкции. Проектировщику требуются глубокие знания проектируемого оборудования данного типа, условий его эксплуатации, а также анализ недостатков на основе отзывов и жалоб предприятий и потребителей аналогичного оборудования. В то же время важна информация, содержащаяся в справочной литературе, каталогах, архиве конструкторского бюро по оборудованию данного типа, в отечественной и зарубежной технической литературе, в поисковых исследованиях в отрасли по технологиям, в которых будет использоваться разрабатываемый продукт.
Процесс создания машины включает в себя три взаимосвязанных процесса: проектирование, производство и эксплуатацию. Современная тенденция в производстве конкурентоспособной продукции определила новую стратегию создания продукции машиностроения. Вместо последовательного перехода от проектирования к производству процесс проектирования изделия стал осуществляться параллельно с разработкой технологии его изготовления, что вносит коррективы в проектируемый конструктив с учетом возможностей инженерной базы, наличия соответствующих конструкционных материалов и готовых деталей, удобства использования обработка отдельных деталей, сборки узлов и затрат на производство.
Инженерное прогнозирование сводится к решению двух взаимосвязанных задач: технико-экономического обоснования (ТЭО) выбора аналога; последовательной сравнительной технико-экономической оценки технических параметров, эксплуатационных и эргономических показателей при выборе и разработке конструктивных и принципиальных схем проектных решений.
Опытно-конструкторская разработка (НИОКР) осуществляется в соответствии с этапами и этапами, установленными ГОСТ 2.103-2013, и представляет собой сочетание фактических конструкторских разработок с необходимым объемом экспериментальных исследований. Содержание ОКР определяет характер объекта разработки, его назначение, способ изготовления и т.д.
Тестирование конструкции на технологичность является важной функциональной задачей контрольной точки, непосредственно связанной с ОКР. Технологичность конструкции обеспечивает реализацию в конструкции набора качеств, которые обеспечивают ее наибольшую пригодность для быстрой разработки, экономичного производства, технического обслуживания и ремонта. Технологичность конструкции достигается при двух условиях – технологической рациональности и преемственности конструкторских решений. Эти условия реализуются путем рационализации методов получения заготовок, изготовления деталей и сборки изделия; типизации технологических процессов и операций, использования методов групповой обработки; обеспечение непрерывности и быстрой переналадки технических средств производства и т.д.
Экспериментальные работы являются этапом создания и освоения нового оборудования и проводятся в условиях опытного производства. В процессе опытного производства отрабатывается конструкция изделия и технологические процессы, изготавливаются опытные образцы или партии новых изделий в условиях, максимально приближенных к промышленным, но отличающихся, как правило, меньшими объемами выпуска.
Автоматизированное проектирование новых машин обеспечивает совершенствование процесса создания продукта по следующим основным направлениям:
1) повышение качества проектирования за счет увеличения количества анализируемых проектных решений; более детальный и всесторонний анализ каждого проектного решения; решение принципиально новых задач, связанных с компьютерным моделированием сложных процессов функционирования элементов: обеспечение проектировщика современными техническими средствами, расширяющими его возможности в разработке новых изделий;
2) сокращение срока разработки проекта за счет автоматизации выполнения чертежных работ; совершенствование расчетных операций и операций по обработке графической информации, автоматизация использования информации, механизация процесса выдачи чертежной и технической документации и процесса изготовления изделия;
3) снижение стоимости проектных работ за счет сокращения числа специалистов, особенно занятых рутинной работой по вычислению и обработке графической и текстовой информации; замена ряда экспериментальных работ на натурных объектах и установках компьютерным моделированием.
Использование САПР также позволяет исключить субъективизм в принятии решений и реализовать выбор оптимального варианта проектирования в соответствии с выбранной целевой функцией.









2. Анализ существующего оборудования и процессов машиностроительных производств по обработке деталей

Для машиностроения на современном этапе развития характерны следующие особенности:
- постоянное усложнение конструкции выпускаемых изделий;
- увеличение ассортимента продукции;
- частая смена производственных мощностей;
- сокращение времени разработки производства;
- нехватка трудовых ресурсов;
- привлечение высококвалифицированных специалистов.
Технология формирует материальную основу производства, а характер и результаты производства зависят от его состояния и степени прогрессивности. Это определяет возможность использования новых технологических процессов как совокупности способов воздействия на объекты труда.
Технологический процесс, в зависимости от степени его прогрессивности, создает определенные возможности для использования технологии и влияет на ее характер и состав.
Изменение технологий и подходов к производственной деятельности приводит к необходимости модернизации производственных систем.
Выбор конкретного направления технического развития предприятия основывается на результатах диагностического анализа и оценки технического и организационного уровня производства.
Основными показателями этой оценки являются:
• степень охвата работников механизированным и автоматизированным трудом;
• техническая оснащенность труда (соотношение капитала и труда и соотношение энергии и труда);
• доля новых технологий в объеме или сложности продукции;
• средний возраст применяемого технологического оборудования;
• мощность (производительность) оборудования;
• доля современного оборудования в общем парке;
• средний срок службы оборудования;
• коэффициент физического износа оборудования;
• доля технически и экономически устаревшего оборудования в его общем количестве;
• коэффициент технологической оснащенности производства (количество приборов, оборудования и инструментов, используемых на одно рабочее место в основном производстве).
Старое оборудование обычно менее производительно и более изношено. Однако следует иметь в виду, что устаревшее, но физически исправное оборудование может быть модернизировано, т.е. путем конструктивных изменений или замены отдельных узлов и деталей устаревшего оборудования устраняется его моральный износ. В этом случае технико-экономические показатели старого оборудования доводятся до уровня новейших образцов, выпускаемых промышленностью, а срок его службы увеличивается. Модернизация старого оборудования обходится намного дешевле, чем покупка и установка нового. Оборудование, которое работает в течение 10-15 лет, считается устаревшим, и уже более 15 лет оно очень устарело. Оборудование, которое эксплуатируется до 5 лет, является прогрессивным.
Сегодня производственные фонды машиностроительных предприятий нуждаются в существенной модернизации, о чем свидетельствует текущая ситуация в структуре основных фондов.
Машиностроительная отрасль не может удовлетворить спрос отечественных производителей на машины и оборудование, о чем свидетельствует тот факт, что 60% высокотехнологичного оборудования импортируется из-за рубежа.



3. Анализ оборудования цеха машиностроительного производства, выявление недостатков в работе и конструкции оборудования

Анализ существующего оборудования на предприятии показывает, что производство имеет на вооружении основные фонды оборудования, изготовленного в начале второй половины XX века, которое не отвечает эксплуатационным характеристикам, современным требованиям эргономики, энергоэффективности и безопасности труда.
Горизонтально-фрезерные станки применяемые в цехе различаются по конструкции, они могут быть одноколонными и двухколонными, консольными и неконсольными. Станки с ЧПУ, как правило, имеют поворотный стол, определенная траектория движения которого задается встроенной программой.
фрезерные станки собираются из унифицированных сборочных единиц, основными из которых являются: основные корпусные узлы - рамы, стойки, кронштейны; основные узлы перемещения и подачи - силовые головки, силовые столы, фрезерные, расточные, сверлильные головки и другие устройства для перемещения обрабатываемых деталей - поворотные и прямолинейные столы, конвейеры, манипуляторы. Кроме того, конструкция фрезерных станков и автоматических линий включает в себя группу специальных узлов, которые предназначены для каждого станка, но содержат значительную долю унифицированных элементов - отдельных узлов, механизмов и деталей. Специальные узлы включают в себя зажимные устройства, многошпиндельные коробки, оснастку, электрическое и гидравлическое оборудование, узлы смазки, охлаждения режущего инструмента и другие.