РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ
ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ЛОКОМОТИВОСТРОЕНИЯ
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
§ 1. ОБЪЕКТЫ ПРОИЗВОДСТВА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И СРЕДСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ
Объектами производства в машиностроении являются изделия и их составные части, полуфабрикаты, заготовки.
Изделием в соответствии с ГОСТ 15895—77 (СТ СЭВ 547—77) считается единица промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках или экземплярах. Поэтому в машиностроении изделием является любой предмет или набор предметов производства, подлежащих изготовлению на предприятии. Согласно ГОСТ 2.101—68 (СТ СЭВ 364—76) в зависимости от назначения различают изделия основного производства, предназначенные для поставки (реализации), и изделия вспомогательного производства, служащие для собственных нужд предприятия-изготовителя; к первым относятся, например, электровоз, дизель, тяговый электрический двигатель и т. д., ко вторым — режущий инструмент, штампы и т. п. Кроме того, изделия с учетом их структуры подразделяют на неспецифицированные, не имеющие составных частей, — детали — и специфицированные, состоящие из двух и более составных частей, — сборочные единицы, комплексы и комплекты. Локомотив является очень сложным специфицированным изделием, включающим десятки тысяч сборочных единиц и деталей, а также комплекты запасных частей, инструмента, принадлежностей и т. п.
Деталью называют изделие (или его составную часть), изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операций (цельнокатаное железнодорожное колесо, колесный центр, бандаж, ось колесной пары и т. п.).
Сборочная единица — это изделие (или его составная часть), выполненное с применением сборочных операций на предприятии-изготовителе (тяговый генератор, гидропередача, секция холодильника и т. п.). Сборочную единицу, которую можно собрать обособленно, независимо от других составных частей изделия, называют технологическим узлом (или просто узлом). Примерами технологических узлов могут служить тележка локомотива, колесная пара, редуктор, водомасляный теплообменник и т. п. Топливная, масляная, водяная и песочная системы, а также букса, опорно-возвращающее устройство и тому подобные сборочные единицы технологическими узлами не являются, так как не могут быть полностью собраны обособленно от других составных частей локомотива.
В зависимости от ступени входимости в изделие различают технологические узлы разных порядков. Узлом первого порядка (первой ступени входимости) называют узел, непосредственно входящий в изделие (главная рама и тележка локомотива, тепловозный дизель и т. д.). Узел второго порядка (например, колесно-моторный блок) непосредственно входит в узел первого порядка (тележку), узел третьего порядка (например, тяговый электродвигатель или колесная пара в сборе с буксами) непосредственно входит в узел второго порядка (колесно-моторный блок) и т. д. Узлы наивысшего, η-го, порядка состоят только из деталей. Группу составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки, называют сборочным (технологическим) комплектом.
Полуфабрикатом называется изделие предприятия-поставщика, подлежащее дополнительной обработке или сборке. Полуфабрикатами являются, например, цельнокатаные железнодорожные колеса и бандажи, поступающие на локомотивостроительные заводы с металлургических предприятий и требующие дополнительной обработки резанием. Изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого другим предприятием, называют комплектующим. Для тепловоза, например, комплектующими изделиями являются электрические машины, компрессоры, тормозная аппаратура, приборы и т. д.
Заготовка — предмет производства, из которого изменением формы, размеров, шероховатости поверхности и свойств материала изготовляют деталь или неразъемную сборочную единицу. Примерами заготовок являются отливки, поковки, изготовляемые ковкой на молотах и прессах, и штампованные поковки, а также заготовки из сортового, профильного и листового проката и комбинированные заготовки.
Поступающие на завод материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия в результате взаимосвязанных действий людей и орудий производства, в комплексе называемых производственным процессом. Производственный процесс включает в себя конструкторскую, технологическую и организационно-плановую подготовку производства, материально-техническое снабжение, процессы выполнения заготовок и их обработки, процессы сборки изделий, технический контроль выпускаемой продукции на всех стадиях ее изготовления, транспортирование объектов производства и другие действия, связанные с выпуском изделий. Часть производственного процесса, содержащая действия по изменению и последующему определению состояния предмета производства, называется технологическим процессом. Технологические процессы включают в себя формообразование, обработку, сборку и технический контроль.
Формообразование — это изготовление заготовки или изделия из жидких, порошкообразных или волокнистых материалов путем литья, формования или гальванопластики. Обработкой называется заданное изменение формы, размеров, шероховатости поверхности или свойств заготовки. Сюда относится механическая обработка давлением и резанием, термическая, химико-термическая, электрофизическая и электрохимическая обработка, а также нанесение лакокрасочных, гальванических и иных покрытий и некоторые другие виды обработки. Сборка есть образование разъемных или неразъемных соединений составных частей заготовки или изделия путем свинчивания, запрессовки, сварка пайки, клепки, склеивания и т. д. Сборка разделяется на общую, объектом которой является изделие в целом, и узловую, объект которой — составная часть изделия. Технический контроль состоит в проверке соответствия продукции или процесса, от которого зависит ее качество, установленным техническим требованиям. Например, при сборке колесных пар локомотивов прессовым методом наряду с проверкой размеров узла контролируется процесс напрессовки колес на ось по специальным диаграммам; при тепловой сборке колесных пар контролю подлежат, в частности, температура нагрева и продолжительность процесса полимеризаций антикоррозийного покрытия.
Технологические процессы изготовления машин выполняются на рабочих местах с помощью средств технологического оснащения, включающих технологическое оборудование, технологическую оснастку и средства механизации и автоматизации вспомогательных (погрузочно-разгрузочных, транспортных и др.) работ, непосредственно связанных с технологическими операциями.
Технологическое оборудование — это орудия производства, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы, заготовки или сборочные единицы, средства технологического воздействия на них и, при необходимости, источники энергии. Примерами технологического оборудования являются литейные и формовочные машины, прессы, молоты, станки, печи, гальванические ванны, разметочные плиты, испытательные стенды и т. д.
Технологической оснасткой называются орудия производства, добавляемые к технологическому оборудованию или используемые самостоятельно для выполнения определенной части технологического процесса. Это режущий, сборочный и измерительный инструмент, штампы, приспособления, пресс-формы, модели, стержневые ящики и т. д.
Расходы на приобретение, проектирование, изготовление и эксплуатацию технологической оснастки составляют до 20% от стоимости технологического оборудования. Кроме того, величиной затрат труда, средств и времени на проектирование и изготовление оснастки определяются в основном себестоимость и сроки технологической подготовки производства. Поэтому правильное решение вопросов, связанных с использованием оснастки, имеет важное значение, особенно для таких сложных в технологическом отношении машин, какими являются локомотивы. Достаточно сказать, что для полного оснащения серийного производства одного типа магистрального тепловоза необходимо 11-13 тыс. приспособлений, штампов, пресс-форм и т. п., не считая большого количества режущего и измерительного инструмента, причем уровень технологической оснащенности локомотивостроительных заводов из года в год повышается. Наибольший удельный вес в общем объеме технологической оснастки в производстве локомотивов имеют приспособления различных типов.
Приспособления — это не содержащие формообразующих, формоизменяющих и других средств технологического воздействия орудия производства, предназначенные для базирования, закрепления и позиционирования предмета производства с целью выполнения определенных технологических операций (обработки резанием, сборки, контроля и т. д.), а также операций перемещения грузов. Примерами приспособлений могут служить широко применяемые в локомотивостроения сборочные и сварочные кантователи, манипуляторы, контрольные установки, грузозахватные устройства, оснастка для установки заготовок на металлорежущих станках и т. д. В ряде случаев приспособление устанавливается на изготавливаемой конструкции: это накладные кондукторы для обработки отверстий в большегабаритных предметах, переносные сборочно-сварочные, некоторые контрольно-измерительные и другие приспособления.
Часть производственной площади цеха, на которой размещены один или несколько исполнителей работы и обслуживаемая ими единица технологического оборудования или часть конвейера, а также технологическая оснастка и (на ограниченное время) предметы производства, называется рабочим местом.