Общие требования к технологическим процессам. Общие требования безопасности к технологическим процессам и оборудованию

Лекция 1б. Основные принципы и методика проектирования береговых и плавучих рыбообрабатывающих предприятий.

Строительство и реконструкция промышленных предприя­тий, в том числе рыбообрабатывающих заводов (комбина­тов) осуществляется по проектам, разрабатываемым соответству­ющими проектными организациями (институтами).

Под проектированием понимается разработка комплексной технической документации (проекта) содержащей технико-экономические обоснования, расчеты, чертежи, макеты, сметы, пояснительные записки и другие материалы, необходимые для строительства или реконструкции зданий и сооружений или их комплексов.

Основным документом для разработки проекта завода являет­ся задание на проектирование, которое составляет заказчик про­екта совместно с проектной организацией.

Задание на проектирование является неотъемлемой частью контракта на разработку проекта. Значения показателей, которые приведены в задании, носят ограничивающий характер (не более или не менее каких-то величин). При дальнейшем проектирова­нии показатели стараются приблизить к указанным значениям в задании на проектирование. Рекомендуемый состав задания на проектирование сле­дующий:

- основание для проектирования (решение совета директоров, конкурс на размещение заказов по оказанию услуг для федеральных нужд, приказ директора и т.д.);

- вид строительства (новое строительство (новостройка); реконструкция; техническое перевооружение; расширение действующего предприятия)*;

- цель и задачи проектирования (определяются в соответствии с видом строительства), - место строительства (устанавливается при наличии нижеуказанных документов**);

- стадийность проектирования (одностадийная для технологически несложных объектов);

- требования по вариантной и конкурсной разработке (внедрение вари­антного проектирования, позволяющего сравнить разные вари­анты технологического и объемно-планировочного решения);

- особые условия строительства (при наличии таковых);

- основные технико-экономические показатели (согласно таблицы 1);

- требования к качеству, конкурентоспособности и эколо­гическим параметрам продукции (продукция более дешевая, чем у действующих предприятий подобного типа, или продукция должна иметь лучшее качество, более длительные сроки хранения, ори­гинальную упаковку и т. п.);

- требования к технологии (применения передо­вых технологий, высокопроизводительных агрегатов и эффек­тивных конструктивных решений);

- режим работы предприятия (одно-двух- трех-сменный);

Требования к архитектурно-строительным, объемно-планировочным и конструктивным решениям зданий и сооружений (отказ от излишеств в архитектурном оформлении зданий и сооружений);

- выделение очередей и пусковых комплексов, требования ПО перспективному расширению предприятия (не требуется для технологически несложных объектов);

- требования и условия к разработке природоохранительных мер и мероприятий (необходимость строительства очистных сооружений, возможность использования существующих, оценка направления движения воздушных масс и т.д.);

- требования к режиму безопасности и гигиене труда;

- требования по ассимиляции производства;

Требования по разработке инженерно-технических меро­приятий гражданской обороны и мероприятий по предупрежде­нию чрезвычайных ситуаций;

- требования по выполнению опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ;

- состав демонстрационных материалов.

Каждый из разделов задания на проектирование может состоять изряда подразделов. В зависимости от вида строительства и объемаработ некоторые рекомендуемые разделы в зада­нии на проектирование могут отсутствовать.

Задание на проектирование должно содержать технико-экономическое обоснование (ТЭО) целесообразности намеченного строительства или реконструкции. В таблице 1 приведен примерный перечень подразделов для раздела «Основные технико-экономические показатели» зада­ния на проектирование.

После разработки, согласования и утверждения задания на проектирование и заключения контракта приступают к разра­ботке проекта.

Таблица 1 - Основные технико-экономические показатели

№п/п	Наименование показателей	Единица. измерения	Значение показателя
	Годовой выпуск готовой продукции в ассортименте в натуральном выражении, не менее:	т(муб)
	Общая площадь участка, не более	га
	Коэффициент застройки, не менее	коэфф.	0,25
	Коэффициент использования участка	коэфф.	0,4-0,55
	Периодичность работы (круглогодично, сезонно)
	Удельный расход на единицу мощности, не более:
	электроэнергии	кВт/час
	воды	куб. м.
	холода	кВт/час
	природного газа	тыс. куб. м.
	мазута	т
	угля	т
	Общая численность работающих, не более	чел.

Наряду с составлением технического задания на проек­тирование должны быть подготовлены следующие документы:

Решение местного органа исполнительной власти о предварительном согласовании места размещения объекта;

Акт выбора земельного участка для строительства и при­лагаемые к нему материалы:

Технические условия на присоединение проектируемого объекта к источникам

снабжения, инженерным сетям и комму­никациям;

Сведения о проведении с общественностью обсуждения о строительстве объекта;

Исходные данные на оборудование, в том числе индиви­дуального изготовления;

Материалы инвентаризации, оценочные акты и решения органов местной администрации о сносе и характере компенса­ции за сносимые здания и сооружения;

Заключение о качестве воды и другие сведения о характере социально-экономической обстановки, природных условий (почвенно-климатических и др.), состоянии природной окружаю­щей среды, источников ее загрязнений и т. п.;

Обмерочные чертежи существующих на участке строитель­ства зданий и сооружений,

подземных и наземных сетей и ком­муникаций;

Техническая нормативная документация на продукцию предприятия;

Заключения и материалы, выполненные по результатам обследования действующих предприятий, конструкций зданий и сооружений;

Технологические планировки действующих цехов, участ­ков со спецификацией оборудования и сведениями о его состо­янии, данные об условиях труда на рабочих местах;

Другие материалы.

В сложившихся условиях роль проектно-конструкторских орга­низаций по реконструкции существующих или созданию новых производств постепенно возрастает. Поэтому требуются высоко­квалифицированные специалисты в области проектирования ры­боперерабатывающих производств, которые должны уметь решать следующие задачи:

- разработки безотходных и малооперационных ресурсосбе­регающих технологий;

- использования в проектах агрегатированного, высокопро­изводительного оборудования;

- повышения коэффициента использования оборудования;

- замены простого оборудования на автоматическое и введе­ния на этой основе многостаночного обслуживания;

- применения в проектах трудосберегающих продуктов.

Перечисленные задачи не отражают полного перечня вопро­сов, который возникает при проектировании. Однако решение их способствует снижению себестоимости продукции. Следует по­мнить, что решение только технологических задач не позволит в дальнейшем реализовать проект. Необходимо решать вопросы промышленного строительства, санитарии, техники безопасности, защиты окружающей среды и ряд других. Рассмотрим более подробно некоторые из перечисленных выше задач, возникающих при проектировании.

Разработка безотходных, малооперационных, ресурсосберега­ющих технологий требует от проектировщика знаний в области существующих технологических схем производства и техноло­гических процессов, а также оборудования, необходимого для аппаратурного оформления производственных линий. Напри­мер, если при производстве пресервов «филе-кусочки в различ­ных соусах и заливках» использовать совмещенный с размораживанием посол, то по сравнению с технологией, в которой применен посол рыбы, разделанной на филе, имеют место завы­шенные расходы электроэнергии, воды, соли, обслуживающего персонала. Занимаемая площадь под оборудование увеличится примерно вдвое.

Увеличения выхода продукции при прочих равных условиях можно достичь, если заменить в технологии производства кон­сервов из копченой рыбы операцию горячего копчения на опе­рацию холодного копчения. Применяемое оборудование также влияет на технологию, как и выбор технологии на соответству­ющий подбор оборудования. Например, применяя конвейерные аппараты для получения готовых копченых изделий или полу­фабрикатов для консервов из копченой рыбы, можно значительно уменьшить количество технологических операций, а сам про­цесс производства будет полностью механизирован.

Безотходность производства может быть достигнута перера­боткой отходов на кормовые и технические продукты и т. п.

Использование в проектах агрегативного, высокопроизводи­тельного оборудования , в котором один человек управляет не­сколькими операциями, способствует значительному сокраще­нию трудозатрат. Например, операции загрузки сельди, отреза­ния головы, хвостового плавника, удаления внутренностей, хреб­товых и реберных костей, а также снятия кожи можно осуще­ствить, используя разделочно-филетировочный комплекс VMK. В этом случае оператор только наблюдает за правильностью ведения процесса. Эти же операции можно выполнить с исполь­зованием трех последовательно установленных машин: разде­лочной, филетировочной и шкуросъемной. Причем в каждую из машин рыбу придется загружать вручную.

Повышение коэффициента использования оборудования будет способствовать снижению себестоимости продукции. Нецелесо­образно, чтобы производительность машины значительно превы­шала производительность линии на данной операции, так как чем выше производительность машины, тем больше ее стоимость. Следует отметить, что при увеличении производительности ма­шины на порядок ее стоимость может возрасти на два порядка.

Замена простого оборудования на автоматическое и введение на этой основе многостаночного обслуживания способствует снижению численности обслуживающего персонала. Однако такая замена будет целесообразна при больших производительностях. Следует помнить, что при выпуске рыбной продукции из всех затрат наибольшими является стоимость сырья, затем - затраты на воду, пар, электроэнергию, отопление. Затраты же на заработную плату обычно не превышают 8-15% от себестои­мости продукции. Поэтому иногда некоторые технологические операции целесообразно выполнять вручную, если при этом экономится сырье или же когда стоимость заменяющего обору­дования несоизмеримо велика по сравнению с мощностью пред­приятия.

Применение в проектах трудосберегающих продуктов способ­ствует повышению конкурентоспособности предприятий в ус­ловиях рыночной экономики. Трудосберегающие продукты адекватны по своему назначению традиционным рыбным про­дуктам, пользующимся спросом у населения, но позволяют бо­лее широко, чем традиционные, применять в производстве тех­нические средства и на этой основе снижать трудозатраты. При­мером трудосберегающего продукта могут быть шпроты, в кото­рых у кильки не удален хвостовой плавник. Особенно в доре­форменные годы были распространены шпроты, в которых у кильки был удален хвостовой плавник. Шпроты из кильки с хвостовым плавником вытеснили аналогичный продукт из киль­ки без хвостового плавника, так как трудозатраты при производ­стве шпрот из кильки с хвостовым плавником значительно ниже, а вкусовые качества находятся на одном уровне.

Важной задачей при проектировании рыбоперерабатываю­щих производств является также механизация и автоматизация управления технологическими процессами и управления произ­водством в целом.

Цель и задачи занятия

Цель занятия - освоить методику составления технологической схемы

2.Выбрать схему армирования ВКМ

3.Выполнить конструкторско-технологическую проработку изделия из

4.Выбрать технологический процесс изготовления изделий из ВКМ

5.Составить технологическую схему процесса

Введение

В существующих учебниках и специальных изданиях чаше всего при­водят описания известных технологических схем, т.е. последовательность операций и аппаратов, через которые протекает сырье, превращаясь в конеч­ный продукт, дают режимы (давление, температура и т.д.), приводят данные о размерах и мощности оборудования, экономическую информацию. Однако отсутствуют данные о том, как создавался технологический процесс, какие ступени развития прошел, какие показатели стремились достичь и каких дос­тигли. Все эти вопросы входят в стратегию разработки технологического процесса. Эмпирически сложившаяся методология создания технологического процесса включает последовательное выполнение работ на различных стади­ях (этапах). Разработку начинают с поисковых исследований, лабораторных исследований, проектирования и конструирования пилотных установок, их эксплуатации и получения исходных данных для проектирования укрупнен­ного производства. В эту последовательность вписываются этапы создания опытных партий продуктов, их испытаний и методик анализа, оценки у по­требителя, экономический анализ и создание систем автоматического регу­лирования и управления. Поэтому основная задача технолога - научиться хорошо разбираться в научных и технических вопросах, совокупность кото­рых определяет содержание любого технологического процесса, научиться мыслить категориями цельного процесса с учетом требований к качеству технологических разработок. Технолог-разработчик должен хорошо разби­раться в современных тенденциях развитии технологии, что крайне важно для правильной постановки задачи при выборе направления работ, при опре­делении технических решений в ходе разработки процесса. Только при такой постановки вопроса с учетом стратегии разработка технологических процес­сов возможно разработать эффективную технологическую схему практиче­ски любого производства, в том числе и производства изделий из ВКМ.

Теоретическая часть

Технология производства любого вида продукции - это совокупность всех операций, которые проходит сырье до получения из него целевого про­дукта. Совокупность последовательных операций, протекающих в соответст­вующих машинах и аппаратах (оснащенных средствами контроля и управле­ния) при соблюдении технологических режимов, в сочетании с подробным их описанием, называют технологической схемой.

Как правило, разработку технологической схемы проводят под конст­рукцию конкретного изделия, которое должно отвечать определенным тре­бованиям. В случае незначительных изменений в конструкции известного изделия производят корректировку и уточнения отдельных этапов и опера­ций технологического процесса и технологической схемы. При создании из­делий из новых материалов и принципиально новой конструкции разработку технологической схемы процесса производства изделий из ВКМ осуществ­ляют согласно схемы (см. рис. 3).

При разработке технологической схемы необходима тесная взаимо­связь этапов с целью их корректировки и уточнения при конструировании ВКМ, изделий из него, выборе технологии и аппаратурном оформлении все­го технологического процесса. Естественно, на первой стадии возможна только принципиальная разработка технологической схемы, заключающаяся в схематичном изображении отдельных операций предполагаемого техноло­гического процесса без указания используемого оборудования, режимов и т.д.

Рис. 3. Разработка технологической схемы производства изделий из КМ

Стройная и полная технологическая схема может быть получена при последовательном решении задач каждого этапа, взаимного согласования полученных результатов, их уточнения и корректировки и оформлении ком­плекта технологической документации.

В соответствии с техническим заданием (ТЗ) проводят предваритель­ную проработку нескольких вариантов конструкции изделия.Для каждого варианта конструкции производят выбор ингредиентов КМ, совместное со­четание которых позволит создать КМ с заданным уровнем механических свойств.

Выбор ингредиентов и их возможных сочетаний производят в соот­ветствии с методическими указаниями к лабораторной работе по курсу «Строительная механика» (Метод., указания: Богатеев Г.Г. «Изучение проч­ностных характеристик элементов строительных конструкций из ВКМ в за­висимости от технологических факторов» - Казань, КГТУ, 1998 г.).

Выбор ингредиентов КМ

Основными характеристиками для выбора волокнистого материала яв­ляются относительная стоимость С=Ц-р/0в и удельные прочность-oVp и уп­ругость Е в /р (Ц -цена, р - плотность волокнистого наполнителя, -с в и -Е в - прочность при растяжении и модуль упругости соответственно).

С учетом комплекса требований ТЗ и при C=min, -ав/р = п1ах и Ев/р=тах осуществляют выбор наполнителя.

При выборе геометрической формы наполнителя учитывают их влияние на распределение нагрузки в композиции, на механизм разрушения КМ, а также учитывают размеры и конструкцию изделия, условия эксплуа­тации и др.

Для изделий малой толщины и сплошной конфигурации предпочти­тельнее использовать высокодисперсные наполнители (порошки и т.д.), т.к. они легко распределяются в связующем.

В случае использования волокнистого наполнителя (волокна, нити, жгуты) прочность наполнителя в изделии используется максимально.

Замена монолитных волокон полыми (капилярными) позволяет резко увеличить проч­ность и жесткость изделий присжатии иизгибе, однако их использование в изделиях, работающих на растяжение, не эффективно.

(при растяжении)

(при сжатии)

где - толщина слоя связующего между волокнами;

Относительное удлинение при разрыве матрицы и волокна со­ответственно;

Разрушающее напряжение при сжатии однонаправленного КМ;

G - модуль сдвига связующего.

При создании КМ с требуемыми выбор оптимального соотношения ингредиентов осуществляют по зависимостям:

,

где и V B - пределы прочности и объемная доля волокон в КМ;

Предел текучести матрицы;

И Е м - модуль упругости волокна и матрицы соответственно.

Для полной реализации механических свойств волокон в КМ необхо­димо соблюдение условия

Определение оптимальной степени наполнения производят из соот­ношений или по номограмме (см. рис. 4).

Диаметр волокна,мкм

Рис. 4. Зависимость толщины пленки связующего от диаметра волокон

при однонаправленном расположении волокон и различной

степени наполнения.

и

,

Где - минимальная толщина прослойки связующего между волок­нами;

D - диаметр волокна;

V BV - объемное содержание волокон;

Коэффициент капиллярности; d н

И - внутренний и наружный диаметры полого волокна.

Выбор схемы армирования осуществляют на основании данных о распределении силового поля и характера нагружения, направлений и значе­ний действующих сил, углов армирования и количество волокон в каждом направлении.

В общем случае при выборе схем армирования придерживаются сле­дующих принципов:

-ориентация элементарных волокон или нитей в КМ одномерна в направлении вектора приложенной нагрузки;

-объемное содержание волокон должно быть большим и стремить­ся к своему предельному значению;

-волокна в системе равнонагружены и работают одновременно;

Число перекрещивающихся слоев (для многослойных КМ) долж­но быть одинаковым;

-волокна (слои) должны быть качественно склеены между собой.

При использовании в качестве наполнителей тканых материалов в ос­новном придерживаются вышеприведенных принципов. При этом учитыва­ют (для конкретных условий эксплуатации КМ) и вид прилагаемой нагрузки (растяжение, сжатие, изгиб, кручение).

Таким образом, выбирая форму, размеры и материал наполнителя, можно получить достаточно точные данные о том, из какого материала дол­жен быть второй компонент КМ.

Выбор матрицы (связующего). Полимерная матрица является важ­нейшим компонентом КМ, определяющим его технологические и эксплуата­ционные свойства. В качестве матрицы в КМ используют отверждаемые эпоксидные, полиэфирные и др. термореактивные смолы, а также полимер­ные термопластичные материалы. Матрица (связующая композиция) должна обладать определенным комплексом свойств, среди которых можно выде­лить:

Наличие реакционно-способных функциональных групп (-С-С-,
-СООН,-SН и др.) О

Достаточная для переработки вязкость;

Хорошая смачивающая способность по отношению к материалу на­полнителя и хорошая адгезия;

Адгезия матрица - наполнитель должна быть больше когезионной прочности связующего;

Обладать высокой скоростью отверждения;

Не выделять при отверждении низкомолекулярных побочных про­дуктов;

Должна обеспечивать идеально-упругое поведение материала КМ и др.

Для улучшения физических, механических, технологических и специ­альных характеристик КМ в состав связующего вводят наполнители, добав­ки, пластификаторы. Пластификаторы, в свою очередь, должны обладать следующими основными свойствами:

Способностью совмещаться с полимерами;

Малой летучестью;

Способностью проявлять пластифицирующее действие при повы­шенной температуре;

Химической стойкостью, которая должна быть не ниже, чем у пла­стифицируемого полимера;

Не должны экстрагироваться из полимера.

Такая последовательность выбора ингредиентов КМ позволяет проек­тировать и создавать композиционные материалы с заданными свойствами, выбирать прогрессивные технологические процессы переработки КМ в из­делия.

Матричными материалами могут быть металлы и их сплавы, орга­нические и неорганические полимеры, керамика и другие вещества. Одним из основных требований, предъявляемых матричным материалам, является условие непрерывности по всему объему КМ.

Другой компонент - наполнитель является прерывным, разделенным в композиции и считается усиливающим или армирующим.

Такими компонентами чаще всего являются тонкодисперсные порош­кообразные частицы или волокнистые материалы различной природы.

КМ характеризуется следующими признаками:

Состав и форма компонентов КМ определены заранее;

Компоненты, присутствуют в количествах, обеспечивающих задан­ные свойства материала;

Материал является однородным в макромасштабе и неоднородными в микромасштабе (компоненты различаются по свойствам, между ними су­ществует явная граница раздела).

При использовании в КМ высокодисперсных наполнителей, которые хаотически располагаются в материале, механические свойства таких мате­риалов одинаковы во всех направлениях. Такие материалы называют изо­тропными.

Ориентирование наполнителя (обычно волокнистого) обуславливает анизотропию свойств (т.е. различие механических свойств материала в раз­ных направлениях).

При однонаправленной ориентации волокон КМ можно считать трансверсально-изотропными; они имеют плоскость изотропии yz, пер­пендикулярную направлению армирования вдоль оси х (рис. 5).

Рисунок5-Модель однонаправленного(трансверсально-изотропного)композиционного пластика с основными схемами распределения напряжений

Другой разновидностью ориентированных КМ являются ортотропные материалы, армируемые волокнами или тканями с продольно-поперечной укладкой (рис. 6). В этих КМ образуются три взаимно ортогональные плос­кости симметрии механических свойств (ху, xz, zy).

В общем случае композиционные материалы представляют собой гете­рогенные системы, состоящие из двух или более фаз, между которыми есть четкая граница раздела. Каждый компонент в КМ сохраняет свои индивиду­альные свойства и имеет свое конкретное назначение. Как правило, матрица воспринимает нагрузку и передает ее наполнителю.

Варьируя типом наполнителя и матричного материала, их взаимодей­ствием и схемой расположения в КМ, можно получать изделия с заданным сочетанием механических свойств (рис. 7).

Рис. 7. Новый комплекс свойств КМ

На заключительной стадии из нескольких отбирают один из вариантов изделия с соответствующими ингредиентами КМ и производят отработку конструкции изделия на технологичность, т.е. производят конструкторско-технологическую проработку. Такую проработку производят в соответст­вии с ГОСТ (14.201-73), который устанавливает основные задачи, последова­тельность их решения, систему технологичности изделия и стадии их опре­деления.

Конструирование изделия - это комплексное решение системы взаимосвязанных и взаимообусловленных задач, связанных с обеспечением:

Конструктивно-геометрической определенности (задачи синтеза
конфигурации изделия);

Механической организации (разработка несущей конструкции изде­лия);

Технологичности изделия;

Вибростойкости и ударопрочности;

Химической стойкости к агрессивным средам и т.д.

Технико-экономической эффективности и конкурентоспособности.

Изделие из ВКМ может быть представлено как система деталей опре­деленного функционального назначения. Некоторые детали системы могут быть выполнены из металлов, другие - из неметаллических материалов (ке­рамика, полимеры и др.), а основные детали - из ВКМ.

Затем производят рационализацию и оптимизацию конструкции из­делия, т.е. производят ее совершенствование.

Для окончательного варианта конструкции производят технико-экономическую оценку.

Выбор технологического процесса получения ВКМ и переработки его в изделие осуществляют с учетом природы и структуры выбранных ин­гредиентов КМ, видом используемого полуфабриката (препрега), конструк­ции изделия, метода формования и обработки, назначением изделия и усло­виями его эксплуатации.

При разработке и выборе технологического процесса необходимо со­блюдение общих требований, а именно:

1. Равномерно распределять волокна (жгуты) в матрице, с заданным шагом, геометрией ячейки и характером армирования.

2.Обеспечивать прочную адгезионную связь между наполнителем и матрицей, а также между матричными слоями.

3.Полностью уплотнять КМ (если к изделию не предъявляют специ­альных требований).

4.Сохранять целостность волокон и их исходной прочности.

5.Обеспечивать возможность последующей сварки, пайки, склеивания и клепки.

С этой целью производят выбор последовательности выполнения тех­нологических операций в соответствующих аппаратах (установках) и составляют принципиальную схему технологического процесса производства КМ и переработки его в изделия.

Выбранная технологическая схема должна удовлетворять комплексу требований, а именно, быть:

Передовой;

Экономичной;

Обеспечивать выпуск высококачественной продукции, конкуренто­способной на рынке и т.д.

Основой технологической схемы производства является разрабаты­ваемый технологический процесс. Глубина и достаточная полнота разра­ботки выбранного процесса позволяет определить типы и количество обору­дования, потребное количество основных и вспомогательных материалов, топлива, всех видов энергии, рабочей силы, необходимые площади, типы и размеры зданий, сооружений и т.д.

Технологическая подготовка включает:

1.Разработку технологических процессов (операций) и определение их последовательности.

2.Выбор и расчеты оборудования и установления режимов их работы.

3.Определение потребной технологической оснастки, проектирование и изготовление специального инструментария.

4.Систему организации рабочих мест и транспортирования сырья, ма­териалов или обрабатываемой продукции.

5.Разработку прогрессивных норм затрат рабочего времени, сырья, материалов, энергии и т.д.

6.Проектирование организации технического контроля.

Принципы выбора форм технологических документов

Всякое материальное производство - это процесс создания матери­альных благ, представляет собой естественное условие человеческой жизни и является материальной основой других видов деятельности.

Промышленное производство складывается из циклов. Производст­венный цикл - период времени от запуска исходного сырья, материалов, полуфабрикатов в производство по установленному на данном предприятии технологическому процессу до полного изготовления и сдачи продукции на склад, потребителю. Производственный цикл определяется для деталей, со­ставных частей и изделия в целом и характеризуется длительностью цикла и структурой цикла, т.е. имеется в виду соотношение между длительностя­ми операций и временем перерывов в цикле.

Промышленное изделие - изделие, изготовленное промышленным способом на основе серийной технологии, обладает относительно устойчи­вой формой и свойствами законченного продукта (т.е. не является сырьем, заготовкой, элементом конструкции).

Для промышленного производства изделий разрабатывают комплекты технологической документации в соответствии с выбранным технологиче­ским процессом.

Выбор технологической документации применительно к условиям конкретного производства обусловлен следующим:

Типом и видом производств;

Стадией разработки документации;

Выбором технологического процесса для изготовления изделия и его составных частей (в том числе и ремонта);

Наличием отдельных видов специфического оборудования.

В свою очередь выбор состава форм технологических документов за­висит от объема выпуска продукции и ее номенклатуры. Для предпри­ятий с небольшим объемом производства разработку технологического про­цесса выполняют на формах маршрутных карт, а также в виде технологи­ческих инструкций.

Маршрутные карты используют на рабочих местах вместе с конст­рукторской документацией.

Предприятия, отличающиеся большим объемом выпуска изделий, ис­пользуют, как правило, операционную технологию - подробное описание выполняемых действий каждого исполнителя на рабочем месте.

Документы общего назначения

Технологическая инструкция предназначена для описания техноло­гических процессов, повторяющихся при изготовлении или ремонте изделий, правил эксплуатации средств технологического оснащения.

К таким документам относят, прежде всего, титульный лист и карту эскизов.

К документам специального назначения относят: маршрутную кар­ту, карту технологического процесса, операционную карту, карту типовой операции и т.д.

Маршрутная карта - предназначена для маршрутного или маршрутно-операционного описания технологического процесса или указания
полного состава технологических операций при операционном описании изготовления или ремонта изделия (его составных частей), включая контроль и
перемещение по всем операциям различных технологических методов в тех­
нологической последовательности с указанием данных об оборудовании,
технологической оснастке, материальных затратах, нормативных и трудовых
затратах.

Технологическая оснастка - совокупность приспособлений для ус­тановки и закрепления заготовок и инструментов, выполнения сборочных операций, а также для транспортирования заготовок, деталей или изделий.

Карта технологического процесса - предназначена для операцион­ного описания технологического процесса изготовления или ремонта изделия в технологической последовательности по всем операциям одного вида формообразования, обработки, сборки или ремонта, с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснаще­ния, материальных и трудовых затратах.

Операционная карта - предназначена для описания технологиче­ской операции с указанием последовательного выполнения переходов, дан­ных о средствах технологического оснащения, режимах и трудовых затратах (применяют при разработке единичных технологических процессов).

Карта технологической информации - предназначена для указания дополнительной информации, необходимой при выполнении отдельных операций (технологических процессов) и связанной с применением уникаль­ных средств технологического оснащения, прогрессивных методов изготов­ления или ремонта изделия.

Маршрутное описание техпроцесса - сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

Маршрутно-операционное описание техпроцесса - сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последователь­ности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.

Технологическая операция - законченная часть технологического процесса, выполняемого на одном рабочем месте.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического ос­нащения при постоянных технологических режимах и установке.

Технологическое проектирование начинают с разработки маршрут­ной технологии, т.е. с установления последовательности выполнения основ­ных операций и использования групп оборудования. По маршрутной техно­логии за каждым участком закрепляют обрабатываемые в нем виды продук­ции и составляют спецификации потребных для их изготовления (обработки) оборудования и материалов.

Вслед за маршрутной (в разделе технико-технологические расчеты) разрабатывают более детальную пооперационную технологию. Важнейшим требованием к технологическому процессу является ее единство, т.е., начиная от подготовки сырья и материалов и заканчивая вы­пуском продукции все процессы производства должны быть связаны в еди­ную технологию. Соблюдение этого требования является основой высоко­производительной работы проектируемого промышленного предприятия.

Практическая часть

Выбор и составление принципиальной и технологической схемы осу­ществляют в соответствии с требованиями ТЗ к изделию, а также с учетом результатов выбора ингредиентов КМ и возможных и рациональных техно­логий его создания и переработки.

ИЗ всего имеющегося парка оборудования, используемого для получе­ния ингредиентов ВКМ, их подготовки к процессу создания ВКМ и получе­ния из него полуфабрикатов, производят выбор наиболее экономичных и производительных установок (стандартного оборудования), потенциально пригодных для осуществления технологического процесса.

За основу технологического процесса выбирают схему процесса, про­веренного производственной или опытной практикой. Для наглядности и об­легчения работы целесообразно составить черновую маршрутную техноло­гию в виде схемы с указанием на каждой операции применяемого оборудо­вания по существующему техпроцессу, заданной суточной производительно­сти и предлагаемые изменения в технологическом процессе.

Технологическую схему производства составляют, начиная с фазы по­лучения ингредиентов КМ или их подготовки, и заканчивают операцией укупорки изделия и поставкой потребителю. На последующих этапах в ре­зультате технологических и технических расчетов технологическая схема может быть уточнена и несколько видоизменена.

Описание технологической схемы должно быть кратким и четким. В нем должны быть указаны последовательность производственных операций, схемы переходов обрабатываемых материалов с операции на операцию, и указаны отличительные особенности предлагаемой технологической схемы производства. В описании необходимо также указать - что дает такое (та­кие) нововведение с точки зрения улучшения технологического процесса, повышения производительности и улучшения качества изделий, уменьшения экономических затрат, улучшение санитарно-гигиенических условий произ­водства, экологичности и т.д.

При проектировании новых производств разработчик должен само­стоятельно разработать всю технологическую схему производства, опираясь на знания, полученные за время обучения в университете и при прохождении производственной практики на предприятиях отрасли.

При разработке технологических схем производства необходимо пре­дусмотреть все основные мероприятия по реконструкции действующих ус­тановок и операций:

1. Обеспечение технического прогресса внедрением прогрессивных технологических процессов.

2. Интенсификация технологических процессов и всего производства за счет использования новых высокопроизводительных видов оборудования, модернизации существующего оборудования, а также за счет применения более мощных агрегатов и узлов технологических установок.

2.Повышение качества продукции.

3.Внедрение комплексной механизации трудоемких работ на всех ос­новных и вспомогательных операциях, а также комплексной автоматизации всех производственных процессов.

4.Обеспечение безопасных условий труда и т.д.

Если изменений, вносимых в технологическую схему известного про­изводства, много, то необходимо свести их после детального обоснования в таблицу по примерно следующей схеме (форме):

Таблица 1-Перечень изменений, вносимых в технологическую схему производства

С учетом изложенные положений и требований составляют принципи­альную технологическую схему (каркас), на которую на последующих заня­тиях на основании выполненных исследований, выбора и расчетов оборудо­вания, материального баланса и др. будут нанесены конкретные данные по каждой операции, тип и количество оборудования, нормы расхода, загрузки и потери сырья и материалов, контролируемые параметры технологического процесса и их техническое оснащение средствами автоматизации, регулиро­вания и управления и т.д.

После уточнения и согласования с преподавателем разработанная принципиальная технологическая схема должна быть защищена авторами на практическом занятии.

При оформлении текстового материала необходимо соблюдение соот­ветствующих ГОСТ.

Контрольные вопросы

1. Цель и задачи занятия.

2.Технология производства, технологическая схема производства из­делий.

3.Основные задачи технолога.

4.Принципиальная схема разработки технологической схемы произ­водства изделия из ВКМ.

5.Конструирование изделия и отработка его на технологичность.

6.Основные требования, предъявляемые к технологическому процессу на стадии его разработки.

7.Технологическая подготовка производства.

8.Маршрутная, пооперационная технология.

9.Основные принципы создания передовых технологий.

Требования безопасности , предъявляемые к производственным процессам, регламентируются ГОСТ 12.3.002 ССБТ "Процессы производственные. Общие требования безопасности ".
Согласно указанному стандарту безопасность производственных процессов должна быть обеспечена:
– использованием производственных помещений, удовлетворяющих соответствующим требованиями комфортности работающих;
– оборудованием производственных площадок (для процессов, выполняемых вне производственных помещений);
– обустройством территории производственных предприятий;
– использованием исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, комплектующих изделий (узлов, элементов) и т.п., не оказывающих опасного и вредного воздействия на работающих. При невозможности выполнения этого требования должны быть приняты меры, обеспечивающие безопасность производственного процесса и защиту обслуживающего персонала;
– применением производственного оборудования, не являющегося источником травматизма и профессиональных заболеваний;
– применением надежно действующих и регулярно проверяемых контрольно-измерительных приборов, устройств противоаварийной защиты, средств получения, переработки и передачи информации;
– применением электронно-вычислительной техники и микропроцессоров для управления производственными процессами и системами противоаварийной защиты;
– применением быстродействующей отсекающей арматуры и средств локализации опасных и вредных производственных факторов;
– рациональным размещением производственного оборудования и организацией рабочих мест;
– распределением функций между человеком и машиной (оборудованием) в целях ограничения физических и нервнопсихических (особенно при контроле) перегрузок;
– применением безопасных способов хранения и транспортирования исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства;
– профессиональным отбором, обучением работающих, проверкой их знаний и навыков безопасности труда в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.004;
– применением средств защиты работающих, соответствующих характеру проявления возможных опасных и вредных производственных факторов;
– осуществлением технических и организационных мер по предотвращению пожара и (или) взрыва и противопожарной защите по ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.010;
– обозначением опасных зон производства работ;
– включением требований безопасности в нормативно-техническую, проектно-конструкторскую и технологическую документацию, соблюдением этих требований, а также требований соответствующих правил безопасности и других документов по охране труда;
– использованием методов и средств контроля измеряемых параметров опасных и вредных производственных факторов;
– соблюдением установленного порядка и организованности на каждом рабочем месте, высокой производственной, технологической и трудовой дисциплины.
Производственные процессы должны быть пожаро- и взрывобезопасными в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.010 и НПБ 5-2000, не сопровождаться загрязнением окружающей среды (воздуха, почвы, водоемов) и распространением вредных факторов выше предельно допустимых норм.
Требования безопасности к конкретным производственным процессам разрабатывают на основе Законодательства о труде, санитарного законодательства, норм и правил и ГОСТ 12.3.002 с учетом анализа данных производственного травматизма и профессиональной заболеваемости, а также прогнозирования возможности предупреждения возникновения опасных и вредных производственных факторов во вновь разрабатываемых или модернизируемых процессах, в том числе предусматривающих использование промышленных роботов, гибких производственных систем, роторных линий и т.п.
Требования безопасности должны устанавливаться:
– в стандартах ССБТ, нормах технологического проектирования (НТП), в текстовой части технологических карт по ГОСТ 3.1120-83, правилах техники безопасности, инструкциях, памятках и других документах требований безопасности к технологическим процессам;
– в стандартах любых видов на конкретные производственные процессы или на совокупность процессов, обладающих общностью этих требований.
Все эти требования к производственным процессам (видам работ) закладываются при их проектировании и реализуются при организации и проведении технологических процессов. При этом они должны предусматривать следующее:
– устранение непосредственного контакта работающих с исходными материалами, заготовками, полуфабрикатами, ком-плектующими изделиями (узлами, элементами), готовой продукцией и отходами производства, оказывающими опасное и вредное воздействие;
– замену технологических процессов и операций, связанных с возникновением опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при которых указанные факторы отсутствуют или не превышают предельно допустимых концентраций, уровней;
– комплексную механизацию, автоматизацию, применение дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии опасных и вредных производственных факторов;
– герметизацию оборудования или создание в оборудовании повышенного или пониженного давления;
– применение средств защиты работающих;
– разработку обеспечивающих безопасность систем управления и контроля производственного процесса, включая их автоматизацию внешней и внутренней диагностики на базе ЭВМ;
– применение мер, направленных на предотвращение проявления опасных и вредных производственных факторов в случае аварии;
– применение безотходных технологий замкнутого цикла производств, а если это невозможно, то своевременное удаление, обезвреживание и захоронение отходов, являющихся иcточником вредных производственных факторов;
– использование системы оборотного водоснабжения;
– использование сигнальных цветов и знаков безопасности в соответствии с ГОСТ 12.4.026;
– применение рациональных режимов труда и отдыха с целью предотвращения монотонности, гиподинамии, чрезмерных физических и нервно-психических перегрузок;
– защиту от возможных отрицательных воздействий природного характера и погодных условий.
Требования безопасности к технологическому процессу (виду работ) включают в нормативно-техническую и техноло-гическую документацию.
Кроме того, должны быть учтены и другие требования, в частности:
– требования к производственным помещениям, которые должны соответствовать требованиям действующих строительных норм и правил, не превышать допустимых нормативных значений по уровням опасных и вредных производственных факторов в помещениях и на рабочих местах, обеспечивать эвакуацию людей при пожарах и авариях и соответствовать требованиям безопасности при устройстве инженерных сетей;
– требования к производственным площадкам на территории производственного предприятия. Производственные (рабочие, монтажные и др.) площадки, на которых выполняются работы вне производственных помещений, и территория производственного предприятия должны соответствовать требованиям действующих строительных норм и правил, правил и норм, утвержденных органами государственного надзора; норм технологического проектирования. Технологические и транспортные коммуникации, проходы и проезды, расположенные на территории предприятия, должны соответствовать требованиям обеспечения безопасности людей, находящихся на этой территории. Предприятия должны быть обеспечены пожарной техникой для защиты объектов и пожарными водоемами. Размещение на территории производственного предприятия технологических установок, производственных и вспомогательных зданий административно-хозяйственного назначения должны обеспечивать максимально возможное снижение тяжести последствий при авариях (взрывах, пожарах) технологических установок;
– требования к исходным материалам. Исходные материалы, заготовки, полуфабрикаты не должны оказывать вредного действия на работающих. При использовании в технологическом процессе новых исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, а также при образовании промежуточных веществ, обладающих опасными и вредными производственными факторами, работающие должны быть заранее информированы о правилах безопасного поведения, обучены работе с этими веществами и обеспечены соответствующими средствами защиты. Использование новых веществ и материалов разрешается только после утверждения в установленном порядке соответствующих гигиенических нормативов.
Требования к размещению производственного оборудования и организации рабочих мест должно обеспечивать безопасность и удобство его эксплуатации, обслуживания и ремонта с учетом:
– снижения воздействия на работающих опасных и вредных производственных факторов до допустимых значений;
– безопасного передвижения работающих (а также посторонних лиц), быстрой их эвакуации в экстренных случаях, а также кратчайших подходов к рабочим местам, по возможности, не пересекающих транспортные пути;
– кратчайших путей движения предметов труда и производственных отходов с максимальным исключением встречных грузопотоков;
– безопасной эксплуатации транспортных средств, средств механизации и автоматизации производственных процессов;
– использования средств защиты работающих от воздействия опасных и вредных производственных факторов;
– рабочих зон (рабочих мест), необходимых для свободного и безопасного выполнения трудовых операций при монтаже (демонтаже), обслуживании и ремонте оборудования с учетом размеров используемых инструментов и приспособлений, мест для установки, снятия и временного размещения исходных материалов, заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов производства, а также запасных и демонтируемых узлов и деталей;
– площадей для размещения запасов обрабатываемых заготовок, исходных материалов, полуфабрикатов, готовой продукции, отходов производства, нестационарных стеллажей, технологической тары и аналогичных вспомогательных зон;
– площадей для размещения стационарных площадок, лестниц, устройств для хранения и перемещения материалов, инструментальных столов, электрических шкафов, пожарного инвентаря и аналогичных зон стационарных устройств;
– площадей для размещения коммуникационных систем и вспомогательного оборудования, монтируемого на заданной высоте от уровня пола или площадки подпольных инженерных сооружений (коммуникаций) со съемными или открывающимися ограждениями и аналогичными зонами коммуникаций;
– разделения на роботизированных участках рабочих зон промышленных роботов и обслуживающего персонала.
Требования к хранению и транспортированию исходных материалов , готовой продукции и отходов производства, которые предусматривают:
при хранении – применение способов, исключающих возникновение опасных и вредных производственных факторов;
использование безопасных устройств для хранения;
механизацию и автоматизацию погрузочно-разгрузочных работ.
при транспортировании – использование безопасных транспортных коммуникаций;
применение средств транспортирования, исключающих возникновение опасных и вредных производственных факторов;
механизацию и автоматизацию транспортирования;
использование средств автоматического контроля и диагностики для предотвращения образования взрывоопасной среды.
Требования к профессиональному отбору и проверке знаний работающих, к которым предъявляются требования соответствия их физиологических, психофизиологических, психологических и, в отдельных случаях, антропометрических особенностей характеру работ. Проверка состояния здоровья работающих должна проводиться как при допуске их к работе, так и периодически. Лица, допускаемые к участию в производственном процессе, должны иметь профессиональную подготовку (в том числе по безопасности труда), соответствующую характеру работ. Организация обучения и проверки знаний работающими требований безопасности труда должна проводиться в соответствии с требованиями ГОСТ 12.0.004.
Требования к применению средств защиты работающих , которые должны обеспечивать:
удаление опасных и вредных веществ и материалов из рабочей зоны;
снижение уровня вредных факторов до допустимых величин:
защиту работающих от действия опасных и вредных производственных факторов, сопутствующих принятой технологии и условиям работы;
защиту работающих от действия опасных и вредных производственных факторов, возникающих при нарушении технологического процесса.
Требования к обозначению опасных зон . Опасные зоны на территории предприятия, транспортных путях, переходах, в производственных зданиях и сооружениях, на рабочих площадках, рабочих местах должно быть обозначены соответствующими знаками безопасности по ГОСТ 12.4.026.
Специальные требования безопасности к отдельным производственным процессам устанавливаются соответствующими стандартами подсистемы 3 ССБТ. Например, ГОСТ 12.3.042 ССБТ "Деревообрабатывающие производства. Общие требования безопасности ", ГОСТ 12.3.011 ССБТ "Лесопиление. Требования безопасности ", ГОСТ 12.3.015 ССБТ "Работы лесозаготовительные. Требования безопасности " и т.д.

При разработке конструкции производственных зданий обращают внимание на характер и площадь остекления световых проёмов, размер которых предусматривается исходя из условия обеспечения норм естественного освещения. Не менее 20% световых проёмов выполняются в виде открывающихся створок, переплётов. В зданиях и сооружениях с естественной вентиляцией площадь открываемых проёмов определяется по расчету. Расстояние от уровня пола до низа приточных окон, предназначенных для подачи воздуха в теплый период года, должно быть не более 1,8 м, а до низа приточных окон, предназначенных для подачи воздуха в холодный период года, должно быть не менее 4,0 м. Для этих открывающихся проёмов предусматриваются приспособления для их открытия и закрытия.

Основы техники безопасности

Техника безопасности - это система организационных и технических мероприятий, направленных на предотвращение воздействия на работающих опасных производственных факторов.

На промышленных предприятиях она включает следующие положения:

1. Безопасность технологических процессов и оборудования.

2. Безопасность устройства и эксплуатации подъемно-транспортного оборудования, использования сосудов и аппаратов, работающих под давлением (баллоны, паровые и водогрейные котлы, компрессорные установки, цистерны и др.).

3. Обеспечение электробезопасности.

Общие требования безопасности к технологическим процессам и оборудованию

Безопасность технологических процессов определяется безопасностью производственного оборудования, используемых сырья и материалов и технологических операций Она обеспечивается комплексом проектно-конструкторских и организационно-технических решений, состоящих в рациональном выборе как всего технологического процесса, так и отдельных производственных операций, подборе производственного оборудования и помещений; в выборе способов транспортирования и условий хранения исходных сырья и материалов, полуфабрикатов, отходов производства и готовой продукции, средств защиты работающих. Большое значение имеет правильное распределение функций между человеком и оборудованием в целях уменьшения тяжести труда, а также организации профессионального отбора и обучения работающих.

Технологические процессы очень разнообразны, однако имеется ряд общих требований, осуществление которых способствует их безопасности. Эти требования изложены в ГОСТ 12.3.002-75 "Процессы производственные. Общие требования безопасности". К этим требованиям относят:

Устранение непосредственного контакта работающего персонала с вредными исходными материалами, заготовками, веществами, готовой продукцией, отходами и т.д.;

Замена вредных процессов и операций на менее вредные процессы и операции;

Комплексная механизация и автоматизация производственного процесса;

Применение дистанционного управления технологическими процессами;

Герметизация оборудования;

Переход от периодических процессов к непрерывным;

Применение систем контроля и управления технологическими процессами, обеспечивающие защиту работающих и исключение аварийных ситуаций;

Применение средств коллективной защиты работающих;

Удаление и обезвреживание отходов производства;

Обеспечение пожаро - и взрывобезопасности технологических процессов;

Использование рациональной организации труда и отдыха с целью профилактики опасных и вредных психофизиологических производственных факторов (монотонности, гиподинамии и др.).

Повышению безопасности технологических процессов способствуют Гигиенические условия труда в производственных помещениях: рациональное освещение рабочих мест и проходов, шумовой климат, микроклимат, загазованность и запылённость воздушной среды, наличие производственных излучений и других факторов. В связи с этим уровни опасных и вредных Производственных факторов на рабочих местах не должны превышать допустимых значений. Неправильное цветовое оформление производственных помещений, а также отсутствие комнат отдыха или разгрузки приводят к неблагоприятному психофизиологическому воздействию на работающих.

Размещение производственного оборудования, исходных материалов, готовой продукции и отходов производства не должно представлять опасности для работающих. Расстояние между единицами оборудования, между оборудования и конструктивными элементами зданий (стенами, колоннами), а также ширина проходов и проездов должны соответствовать нормам технологического проектирования и строительным нормам и правилам.

Рациональная организация рабочих мест требует учёта эргономических требований (правильную компоновку оборудования, расположение органов информации и управления, экономию движений и мышечных нагрузок, удобную рабочую позу и т. п.), предусмотренных ГОСТ 122 049 80 "Оборудование производственное Общие эргономические требования"

Основным направлением повышения уровня безопасности технологических процессов является их механизация, автоматизация и дистанционное управление Автоматизация производственных процессов выдвигает дополнительные требования к охране труда оператора. При управлении технологическими процессами, которое выполняется с пульта управления, не исключены ручные регулировочные и наладочное работы непосредственно на оборудовании. В связи с этим должны применяться блокировки и сигнальные устройства.

Одним из направлений комплексной автоматизации технологических процессов является использование промышленных роботов перепрограммируемых автоматических машин применяемых в производственных процессах для выполнения двигательных функций по перемещению предметов производства и технологической оснастки.

Безопасность производственного оборудования. Требования безопасности к производственному оборудованию изложены в ГОСТ 122003-91 "Оборудование производственное. Общие требования безопасности".

Общие требования безопасности следующие:

Безопасность для здоровья и жизни работающих (выбор материала конструкции, средств защиты, заземление оборудования, устройства для транспортировки и т. д.);

Надежность в эксплуатации (обеспечивается выбором размеров элементов с учетом запаса прочности, крепежных изделий - болтов, заклепок сварки и т. п.);

Удобство в эксплуатации (выполнение требований эргономики).

Согласно этим требованиям производственное оборудование должно быть безопасным при монтаже, эксплуатации и ремонте как отдельно, так и в составе комплексов и технологических схем, а также при хранении и транспортировке Оно должно быть пожаровзрывобезопасным и не загрязнять окружающую среду выбросами вредных веществ выше установленных норм.

Безопасность производственного оборудования обеспечивается правильным выбором принципов действия, кинематических схем конструктивных решений, параметров рабочих процессов, использованием средств механизации и автоматизации, применением специальных защитных средств, соблюдение эргономических требований включение специфических требований безопасности в техническую документацию и т. д.

К атегория:

Нарезание резьбы

Требования к технологическому процессу и основные этапы его разработки

Любой технологический процесс должен отвечать следующим требованиям.
1. Он должен обеспечивать получение изделий в заданном количестве и заданного качества.
2. Из всех возможных вариантов технологического процесса (а одно и то же изделие можно изготовить с помощью нескольких различных техпроцессов) следует выбрать тот, который обеспечивает максимальную производительность труда, наивысшее качество изделия, требует для его реализации минимальных затрат труда и материалов, оказывает наименьшие вредные воздействия на окружающую среду.
3. Технологический процесс следует разрабатывать на основе имеющихся типовых или групповых технологических процессов. Типовым технологическим процессом называют такой процесс, который применяют для изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками. Типизация технологических процессов позволяет значительно сократить количество разнотипного оборудования, инструмента и приспособлений, используемых в инструментальных цехах.
4. Технологический процесс должен полностью соответствовать требованиям безопасности труда и промышленной санитарии.

Технологический процесс слесарной обработки включает в себя следующие этапы: анализ чертежа детали; выбор заготовки; выбор технологических баз; составление маршрута обработки заготовки; проектирование операций.

Анализ чертежа детали, подлежащей изготовлению, - первый и один из наиболее ответственных этапов. На этом этапе знакомятся с назначением, конструкцией и потребным количеством деталей, с требованиями, предъявляемыми к ее изготовлению и эксплуатации, оценивают технологичность детали.

Основное внимание уделяют анализу технологичности детали. Технологичной считается такая конструкция детали, которая позволяет изготовить деталь с высокими производительностью и качеством при минимальных затратах времени и средств, необходимых на технологическую подготовку производства, изготовление, эксплуатацию и ремонт этой детали.

Отработка конструкции детали на технологичность - сложный процесс, требующий большого опыта, знаний и творческого подхода. В частности, необходимо оценить, насколько обоснована точность изготовления детали. Ведь чем точнее обработка, тем выше затраты. Поэтому выбранная точность изготовления детали должна строго соответствовать требуемым условиям работы детали в процессе ее эксплуатации. Конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных элементов, что позволяет использовать для ее изготовления стандартный инструмент и приспособления, уменьшить число их типоразмеров. Конструкция детали должна обеспечивать возможность применения для ее изготовления типовых и групповых технологических процессов.

Выбор исходной заготовки и способа ее получения производят только после отработки изделия на технологичность. Заготовкой называют предмет труда, из которого путем изменения формы, размеров, свойств поверхности или материала получают деталь. Чем ближе свойства заготовки к свойствам детали, тем меньше потребуется времени и средств на ее обработку. Однако чем ближе по своим свойствам заготовка к детали, тем она дороже. Поэтому можно считать, что заготовка выбрана правильно только в том случае, если суммарные затраты на ее изготовление и обработку являются минимальными.

Вид заготовки определяется материалом детали, потребным количеством этих деталей, конфигурацией и размерами детали. В инструментальном производстве применяют разнообразные материалы - стали, чугуны, цветные металлы и сплавы, металлокерамику, пластмассы и др. Все они имеют различные химические, физические, механические и технологические свойства. Например, заготовки из стали, большинства цветных металлов и сплавов могут быть получены обработкой давлением (прокаткой, штамповкой, ковкой), а заготовки из чугуна - отливкой.

Инструментальное производство машиностроительных предприятий носит мелкосерийный и единичный характер. Это определяет и тип заготовок, используемых при изготовлении различных инструментов и приспособлений.

Штампованные и литые заготовки скоб и шаблонов применяют в условиях специализированных предприятий для больших партий изделий. Большинство деталей мелких штампов изготовляют из проката. Сложные корпусные детали изготовляют из сварных заготовок.

Наиболее широко в инструментальных цехах машиностроительных предприятий используют заготовки из проката: круглые, квадратные, шестигранные прутки; трубы; полосы; ленты; плиты. Для деталей, работающих в особо тяжелых условиях (например, штампов горячей штамповки), применяют поковки простейшей формы, так как они обладают высокой прочностью.

Выбор технологических баз. Технологической базой называют поверхность, ось или точку, принадлежащие заготовке и используемые для определения ее положения в процессе обработки.

Каждое свободное абсолютно твердое тело имеет шесть степеней свободы относительно трех координатных осей: оно может вращаться относительно каждой из осей и перемещаться параллельно каждой из них.

Для того чтобы в процессе обработки заготовка не изменяла своего положения, необходимо лишить ее всех шести степеней свободы. Следовательно, для этого требуется шесть опорных точек 1-6. Для размещения этих точек на заготовке обычно выбирают три поверхности или заменяющие их сочетания поверхностей. Тогда доступ к остальным поверхностям остается свободным и их можно обрабатывать.

К заготовке прикладывают силы, которые обеспечивают постоянный контакт опорных точек заготовки и приспособления при ее обработке. Эти силы называют силами закрепления.

Наряду с технологическими у заготовки имеются и измерительные базы. Ими могут быть поверхности, оси, точки или сочетания поверхностей. Относительно измерительных баз определяют положение других поверхностей заготовки (например, при разметке).

Рис. 1. Схема базирования заготовки на шесть точек

Базовые поверхности обрабатывают первыми. Их качество определяет точность положения заготовки в приспособлении.

Для достижения высокой точности обработки следует соблюдать принцип постоянства баз. Это значит, что на различных операциях в качестве технологических и измерительных баз необходимо, по возможности, использовать одни и те же поверхности и даже одни и те же участки поверхностей. Предпочтительно также, чтобы установочные и измерительные базы совпадали, т. е. их функции выполняли одни и те же поверхности.

Если возможно, технологические и измерительные базы следует совмещать с конструкторскими (сборочными) базами. Ими являются поверхности детали, которые определяют ее положение относительно других деталей в собранном изделии.

Составление технологического маршрута обработки заготовки - ответственный этап проектирования технологического процесса. Технологическим маршрутом называют последовательность прохождения заготовки детали или сборочной единицы по цехам и производственным участкам предприятия при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта. Основными задачами этого этапа являются: определение последовательности операций или уточнение последовательности операций по типовому технологическому маршруту; определение состава средств технологического оснащения.

Средствами технологического оснащения называют совокупность орудий производства, необходимых для выполнения технологического процесса. Средства техноло-нического оснащения включают в себя технологическое оборудование и технологическую оснастку. Технологическое оборудование - это те средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещают материал или заготовку, средства воздействия на них, а также технологическую оснастку. Технологическая оснастка включает те средства технологического оснащения, которые дополняют оборудование для выполнения определенной части технологического процесса. К технологической оснастке относят приспособления для установки заготовки и инструмента.

Технологический маршрут слесарной обработки можно условно разделить на несколько частей.

1. Операции подготовки заготовки под обработку. К ним относят правку заготовки, обработку базовых поверхностей, разметку и соединение нескольких заготовок под совместную последующую обработку. При высоком качестве заготовок операцию правки исключают. Если нет возможности производить совместную обработку заготовок, в технологический маршрут не включают и операцию по их соединению.

2. Операции обработки заготовки. На стадии разработки маршрута выбирают методы обработки каждой поверхности, технологическое оборудование, режущий инструмент, технологическую оснастку и контрольно-из-мерительный инструмент.

3. Операции термической обработки и покрытий. При проектировании маршрута обработки указывают только место и вид термической обработки. Саму технологию термической обработки разрабатывают специалисты в этой области. Вид термической обработки оказывает влияние на выбор методов последующей обработки поверхностей заготовки. Например, закаленную заготовку нельзя обрабатывать сверлением, зенкерованием, развертыванием и другими методами лезвийной обработки.

4. Контрольные операции. Обычно качество детали контролируют после ее окончательной обработки. Для ответственных, дорогих изделий в технологический маршрут включают контроль после наиболее ответственных операций обработки.

Технологический маршрут слесарной обработки проектируют в такой последовательности: сначала выбирают технически возможные методы обработки каждой поверхности в отдельности; затем формируют возможные варианты операций; на основе анализа затрат по различным вариантам выбирают наиболее экономичный вариант маршрута обработки. При выборе технологических методов руководствуются следующими правилами.

1. Сначала назначают метод конечной обработки, который должен обеспечивать качество поверхности, заданное чертежом детали. Затем последовательно назначают предшествующие ему методы обработки.

2. Предшествующий метод обработки должен обеспечивать минимально необходимый припуск на последующую обработку.

3. Каждый последующий метод обработки должен быть точнее предыдущего, так как его применение обусловлено необходимостью уменьшить погрешность предыдущей обработки.

4. Обработку возможно большего числа поверхностей одной заготовки рационально осуществлять одним и тем же методом.

5. Виды и число методов обработки должны обеспечивать наиболее экономичный переход от поверхностей заготовки к поверхностям детали при заданном качестве.

При проектировании операций руководствуются следующими соображениями.

1. Операцию формируют по общности метода обработки. Это значит, что в операцию объединяют изготовление тех поверхностей, для которых был выбран один и тот же метод обработки или методы, близкие по принципу формообразования. Это дает возможность выполнять операцию на одном оборудовании. Методы обработки, основанные на различных принципах формообразования, нельзя объединять в одну операцию (например, опиливание и шлифование, сверление и вырубку).

2. На одной операции стремятся обработать поверхности с приблизительно одинаковыми требованиями к их качеству. Например, нерационально черновое и чистовое шлифование проводить на одной операции, так как для чернового шлифования можно использовать менее точный станок, а для чистового - более точный.

3. Для каждой операции выбирают средства технологического оснащения - оборудование, инструмент, приспособления.

Оборудование выбирают в соответствии с назначенным методом обработки, размерами заготовки, точностью обработки, размером партии и др.

Режущий инструмент должен соответствовать выбранному методу обработки, типу обрабатываемой поверхности, требуемому качеству обработки и стандартному типоразмеру. В инструментальном производстве часто для конкретной работы изготовляют нестандартный инструмент; однако таким путем следует идти только в том случае, когда это действительно необходимо и оправдано.

При выборе приспособления учитывают характер технологической операции, габарит изделия, тип заготовки, схему базирования и закрепления заготовки, тип оборудования, точность обработки, размер партии и др.

Средства контроля выбирают с учетом характера контролируемого параметра (геометрический размер, форма, шероховатость и т.д.), номинальных размеров контролируемого параметра и допусков на него, допустимой погрешности измерения, массы и габарита изделия, условий рабочего места (температура, влажность), повреждаемости контролируемой поверхности, формы выдачи результатов контроля, доступности места контроля, наличия на предприятии необходимого и наиболее рационального средства.

После выполнения всех указанных работ получают документ, который является сокращенным описанием технологического процесса - всех операций в последовательности их выполнения. Этот документ называют маршрутной картой. При единичном производстве на этом проектирование технологического процесса часто и заканчивают. Детали каждой операции прорабатывает сам исполнитель работы на основе своего опыта и квалификации.